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基于單片機的MicroDrive接口設計
摘要：介紹了ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細說明了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計的關鍵技術(shù)；以ＡＴ８９Ｃ５２型單片機為基礎，設計完成了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口電路，正確實現(xiàn)了對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅｒ的讀寫及數(shù)據(jù)管理等功能。近幾年，各種大容量的小型存儲器不斷涌現(xiàn)，在便攜式設備中獲得了廣泛的應用。目前常見的存儲卡類型有：?１?Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ??２?ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ??３?ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ Ｃａｒｄ??４?ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ｔｙｐｅ Ｉ Ｃａｒｄ??５?ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ等。各存儲卡在容量、功耗、體積上各有特色，但ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ尤為出色。
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ是由ＩＢＭ日本分公司研發(fā)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，其接口符合ＣＦＡ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）協(xié)會制定的ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ 規(guī)范，具有容量大（１７０ＭＢ～３ＧＢ）、體積小（４２．８ｍｍ×３６．４ｍｍ×５．０ｍｍ）、性價比高、耗電量小等特點，已在數(shù)碼相機、筆記本電腦、掌上電腦、便攜式音樂播放器等設備的存儲中獲得了較廣泛的應用。
目前市面上已有多家國內(nèi)外公司生產(chǎn)出操作ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口（如ＩＢＭ公司），但其價格較高。為降低成本，實現(xiàn)對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的數(shù)據(jù)訪問和管理功能，本文給出了一種基于單片機的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計。
１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ介紹
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ各性能參數(shù)如下：
·容量(ＭＢ)：１０００／５１２／３４０；
·緩沖區(qū)大�。海保玻缸止�(jié)；
·扇區(qū)大小(字節(jié))：５１２；
·盤片數(shù)量：１；
·平均尋道時間：１２ｍｓ；
·平均等待時間：８．３３ｍｓ；
·最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率：５９．９ＭＢ／ｓ；
·最大外部數(shù)據(jù)傳輸速率：１３．３ＭＢ／ｓ；
接口：ＣＦ＋?兼容ＡＴＡ和ＰＣＭＣＩＡ?
數(shù)據(jù)密度?ＧＢ／平方英寸?：１５．２；
大小：５ｍｍ×４３ｍｍ×３５ｍｍ；
重量：１７克；
磁盤旋轉(zhuǎn)速度：３６００ＲＰＭ。
主要特點有：
·體積小、重量輕、容量大；
·可靠性高，有效的數(shù)據(jù)保護及數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，使得其出錯率極低；
·讀寫速度快，連續(xù)讀寫速率最高可達４．２ＭＢ／ｓ，抗沖擊（１５００Ｇ），耐震動（５Ｇ）；
·兼容性好，支持３．３Ｖ或５Ｖ工作電壓，具有廣闊的使用范圍。
２ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ硬件接口設計
２．１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口簡介及訪問模式的選擇
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口符合ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準，支持３．３Ｖ或５Ｖ直流工作電壓，提供了完整的ＰＣＭＣＩＡ－ＡＴＡ功能且通過ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ－４兼容ＴｒｕｅＩＤＥ。但與６８針接口的ＰＣＭＣＩＡ卡不同的是，同樣遵從ＡＴＡ協(xié)議的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ 接口只有５０針，采用５０腳雙列０．０５英寸間距標準接口（管腳排列如表１所示）。
表1 MicroDrive管腳排列
對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ，數(shù)據(jù)都是以５１２字節(jié)的扇區(qū)單元進行操作，能夠通過ＩＤＥ、Ｍｅｍｏｒｙ等模式對其進行訪問。
雖然ＩＤＥ模式被廣泛應用于計算機硬盤的接口中，同時也被經(jīng)常應用于嵌入式系統(tǒng)中，得到絕大多數(shù)的ＢＩＯＳ和工業(yè)單板機的支持；但是ＩＤＥ模式涉及復雜的文件管理，使得控制操作相對復雜，不符合簡單可行的設計要求。
本系統(tǒng)由單片機實現(xiàn)嵌入式設計。而Ｍｅｍｏｒｙ模式是ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的默認模式，可以避免繁瑣的寄存器設置，同時支持８位數(shù)據(jù)帶寬，控制操作相對簡單，可以極大地簡化設計，節(jié)省系統(tǒng)的資源。故本系統(tǒng)采用Ｍｅｍｏｒｙ模式。
２．２ 硬件接口
本系統(tǒng)電路連接框圖如圖１所示，主要包含以
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