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1、TECHNOLOGYREVIEW技术纵横ATmega128L单片机的MicroSD卡读写■西安工程大学朱大锐张团善高文针对电脑横机控制系统对花型文件数据存储的要求,在ATmega128L单片机基础上采用MicroSD卡实现嵌入式文件系统。文章介绍了MicroSD卡的特点、FAT文件系统、SPI模式协议以及硬件接口的实摘要现。通过ATmega128L的SPI模式与MicroSD卡进行同步数据传输,实现MicroSD卡的读写,以FAT32文件格式建立相应的文件系统,把数据以文件方式写入MicroSD卡。通过单片机向MicroSD卡发送读写扇区命令,完成文件的创建、打开、读写、删除等操作。关键
2、词ATmega128LMicroSD卡串行外设协议文件分配表机开始所有的总线传输。数据从单片机的MOSI引脚同引言步输入MicroSD卡的DI引脚,并由MicroSD卡的DO线随着工业控制系统功能的增强,系统对于存储介质同步输入单片机的MISO引脚,数据在CLK信号的上升的安全、容量、性能的要求越来越高。MicroSD卡是在沿同步输入和输出。在每个数据传输的结尾还必须提供SD卡和MiniSD卡基础上发展起来的一种多功能存储8个额外的时钟,以允许MicroSD卡完成任何未完结的卡,具备串行和随机存取能力,可以通过专用优化速度的操作。由于MicroSD卡的电压为3.3V,所以选择需要支串行接
3、口访问,数据传输可靠,安全性好,传输速度快,存持3.3V的I/O端口输出的ATmega128L单片机。另储容量大,体积小,被列为目前全球最小的迷你存储卡。外,使用SPI模式时,为了防止在无卡接入或卡驱动器呈MicroSD卡支持SD模式和SPI模式。随着高性能单片高阻态时总线悬空,根据SD卡规范,这些信号需要在主机的性能不断提高,利用高性能、低功耗的AVR8位机端用10kΩ～100kΩ的上拉电阻,其硬件连接电路如图ATmega128L单片机的串行外设接口SPI与MicroSD卡1所示。之间进行高速同步数据传输,设计开发了一种嵌入式文件系统。1硬件电路设计MicroSD卡的接口可以支持两种操
4、作模式:SD模式和SPI模式。主机系统可以选择其中任一模式。SD卡模式允许4线的高速数据传输,传输速率高,但是大部分单片机无此接口,使用软件模拟协议复杂。SPI模式使用简图1单片机与MicroSD卡硬件连接电路单通用的SPI通道接口就可实现数据传输,目前大多数单片机提供SPI接口。SPI模式的优势在于可以使用标准2软件设计主机,从而把外设减少到最低。SPI模式相对于SD模式的缺点是损失了传输速度;但是目前的微处理器的处理速2.1MicroSD卡初始化为SPI总线模式度越来越高,利用SPI模式大都能满足工程需要。ATmega128L单片机包含一个串行外设接口SPI,可MicroSD卡要求用
5、全双工、8位的SPI操作。以方便地对MicroSD卡接口进行配置。为了配置时钟和ATmega128L单片机和MicroSD卡之间只需要4根信号数据长度,需要对SPI控制寄存器SPCR和SPI状态寄存线就可以完成数据的读写,当CS信号线为低电平时,主器SPSR进行设置:使能SPI,选择单片机为主机模式,时paper@mesnet.com.cn(投稿专用)2009年第5期Microcontrollers&EmbeddedSystems37技术纵横TECHNOLOGYREVIEW钟上升沿锁存数据,并且对SPI时钟进行设置。MicroSD卡的SPI模式通信由主机控制。每一个指令或数据块由8位的字
6、节和CS标志构成,SPI通信由指令、响应和数据组成。主机先将MicroSD卡的片选CS置低,激活MicroSD卡进入工作状态。刚上电时,MicroSD卡缺省使用专有的SD总线协议。将MicroSD卡切换到SPI模式,主机需要发出命令CMD0(GO_IDLE_STATE)。MicroSD卡会检测到SPI模式选择信息,因为卡选择(CS)引脚在该命令和其他所有SPI命令传送过程中都保持为低电平。MicroSD卡以R1作为响应。空闲状态位被置为高电平,此时MicroSD卡进入空闲状态,此阶段的SPI时钟频率不能超过400kHz(将SPCR寄存器设置为0x53)。MicroSD卡进入图3Micro
7、SD卡读写单块数据流程SPI模式后,主机应该先发一条初始化指令CMD1。此时2.3MicroSD卡的文件存储可将SPI频率设置为高速模式(将SPCR寄存器设置为为了方便ATmega128L单片机对MicroSD卡中文件0x50)。然后发送命令CMD59决定是否开启CRC校验,进行操作,以及要使MicroSD卡的数据能在PC机上得到设置读、写块数据长度,最后延迟8个时钟后返回。Micro正确的访问,需要在MicroSD卡上创建它们支持
