【正文】 inHex軟件在電腦上查看數(shù)據(jù)是否真的寫入到了SD卡中的7632扇區(qū)，結(jié)果如圖42所示。但MXT8051F04A必須設(shè)置其I/O引腳為輸入引腳，還是輸出引腳。其中遇到的問題主要有以下幾個：1. 程序里向串口發(fā)送中文字符，結(jié)果串口調(diào)試助手顯示為亂碼。通過在keil下單步跟蹤調(diào)試發(fā)現(xiàn)一個問題：在SD卡的發(fā)送命令函數(shù)中，定義了一個無符號型變量，初始值賦值3對其進行自減操作，判斷是否大于等于0,如果為假則循環(huán)結(jié)束。如果接收到了，表明串口電路正常工作。雖然電壓加上了，但是不知道單片機是否真的工作起來了。如果正常，則用萬用表檢查各個輸入輸出點的電壓是否正確。第4章 調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試由三部分組成:硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。流程圖如圖37。 //讀扇區(qū)操作成功 } Uart_Send_String(讀扇區(qū)失敗\r\n)。//讀校驗和 SD_ReadByte()。for(count = 0。amp。 //address=address*512將塊地址轉(zhuǎn)為字節(jié)地址 SD_Enable()。具體C程序?qū)崿F(xiàn)如下：/****************************** 函數(shù): SD_ReadSector.* 描述: 寫扇區(qū).* 輸入: buffer:存放讀出數(shù)據(jù)的緩沖* 輸出: address:要讀取數(shù)據(jù)的地址.* 返回: ********************************/unsigned char SD_ReadSector(unsigned char *buffer, unsigned long address){ unsigned int count = 0。//按照SD卡的操作時序在這里補8個時鐘 return SD_SUCCESS。 return SD_WRITE_ERROR。//讀數(shù)據(jù)響應(yīng) response = response amp。 count++)//將緩沖區(qū)中的512個字節(jié)寫入SD卡 { SD_WriteByte(*buffer++)。 SD_WriteByte(0xff)。 }while((0x0 != response) amp。 //寫命令超時 address = 9。寫SD卡程序流程圖如圖35。SPI總線模式支持單塊（CMD24）和多塊（CMD25）寫操作，多塊操作是指從指定位置開始寫下去，直到SD卡收到一個停止命令CMD12才停止。SD卡初始化的C語言程序見附錄。隨后就是寫入命令CMD0，為了實現(xiàn)兼容性，發(fā)送CMD0后，再發(fā)送CMD55和ACMD41（使用ACMD類的指令前應(yīng)先發(fā)CMD55，CMD55起到一個切換到ACMD類命令的作用）確認是否有回應(yīng)，如果有回應(yīng)則為SD卡，如果等回應(yīng)超時，則可能是MMC卡，再發(fā)CMD1確認。表33 二字節(jié)應(yīng)答模式字節(jié)位含義 17開始位，始終為06參數(shù)錯誤5地址錯誤4擦除序列錯誤3CRC錯誤2非法命令1擦除復(fù)位0閑置狀態(tài) 27溢出，CSD覆蓋6擦除參數(shù)5寫保護非法4卡ECC失敗3卡控制器錯誤2未知錯誤1寫保護擦除跳過，鎖／解鎖失敗0鎖卡表35 六字節(jié)應(yīng)答模式字節(jié)位含義17開始位，始終為06參數(shù)錯誤5地址錯誤4擦除序列錯誤3CRC錯誤2非法命令1擦除復(fù)位0閑置狀態(tài)2～5全部操作條件寄存器，高位在前表33 一字節(jié)應(yīng)答模式字節(jié)位含義 17開始位，始終為06參數(shù)錯誤5地址錯誤4擦除序列錯誤3CRC錯誤2非法命令1擦除復(fù)位0閑置狀態(tài) SD卡的初始化SD卡的初始化是非常重要的，只有進行了正確的初始化，才能進行扇區(qū)讀寫等操作。命令傳輸過程采用發(fā)送應(yīng)答機制過程如圖33所示。Byte25:命令參數(shù)，有些命令沒有參數(shù)。不同的SD卡支持的指令集不盡相同，SP1模式下支持的命令和SD總線模式下支持的命令也不一致。對于不帶SPI串行總線接口的MXT8051F04A單片機，需要用軟件來模擬SPI總線操作。第3章 單片機讀寫SD卡的軟件設(shè)計軟件設(shè)計主要包括二部分: 對SD扇區(qū)讀寫, 單片機跟上位機(HOST)依據(jù)RS232傳輸協(xié)議的通信程序設(shè)計。(4)接插件應(yīng)該放在板子邊緣。不同層采用相互垂直走線的方式以避免串擾。圖29 串口電路 PCB繪制PCB設(shè)計是硬件工作中的難點，前面所有工作都集中體現(xiàn)在電路板上，因而PCB的設(shè)計直接影響整個系統(tǒng)的性能。MAX232CPE內(nèi)部有2個線路驅(qū)動器(Tx)和2個接收器(Rx)。對于發(fā)送端:5V—15V表示邏輯1，+5V—+15V表示邏輯O。RS232規(guī)定，當數(shù)據(jù)傳輸速度小于020KB/S且電纜的電容負荷小于2500pF時，傳輸距離小于15m。圖28 單片機與SD卡接口電 串口電路設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計串口電路主要用于通過串口調(diào)試助手調(diào)試程序和主機顯示讀寫過程以及結(jié)果。在SPI模式下，引腳1（DAT3）作為SPI片選線CS用，引腳2（CMD）用作SPI總線的數(shù)據(jù)輸出線MOSI，而引腳7（DAT0）為數(shù)據(jù)輸入線MISO，引腳5用作時鐘線（CLK）。考慮到SD卡在SPI協(xié)議的工作模式下，通訊都是單向的，于是在單片機向SD卡傳輸數(shù)據(jù)時采用晶體管加上拉電阻法的方案，基本電路如圖26所示。出于安全的考慮，有必要解決電平匹配問題。雖然MXT8051F04A不帶SD卡硬件控制器，也沒有現(xiàn)成的SPI接口模塊，但是可以用軟件模擬出SPI總線時序。SD模式是SD卡標準的讀寫方式，但是在選用SD模式時，往往需要選擇帶有SD卡控制器接口的MCU，或者必須加入額外的SD卡控制單元以支持SD卡的讀寫。復(fù)位采用了簡單可靠的上電復(fù)位電路。COM1COM4為位選，SEGMENT0SEGMENT36為段選。運放：MXT8051F04A內(nèi)部集成有5個運放器，分別是OP1OP5。寫入到PWMXH和PWMXL的值代表一個PWM周期中的高電平寬度。這就允許軟件查詢UART中斷的原因。讀操作訪問接收寄存器，寫操作訪問發(fā)送寄存器。在所有方式下，接收數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)緩沖器。CPU通過MOV傳送指令對I/O口進行讀寫操作。RTC： RTCXTAL1和RTCXTAL2是RTC的32768Hz晶體振蕩器的輸入輸出引腳。圖24 MXT8051F04A引腳排列管腳功能大致說明如下(詳細介紹請看MXT8051F04A數(shù)據(jù)手冊)：系統(tǒng)時鐘：XTALXTAL2為MXT8051F04A系統(tǒng)時鐘晶振的輸出、輸入引腳。上位機通過標準JTAG接口以及用戶定義指令執(zhí)行在線編程和在線調(diào)試。 MXT8051F04A簡介本系統(tǒng)采用了北京時代民芯科技有限公司自行研制的高性能8051單片機MXT8051F04A。圖22 電源模塊，.。 電源模塊電源是系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，決定著整個系統(tǒng)的成敗。JTAG電路：用來完成程序的下載和調(diào)試。進行模塊軟硬件調(diào)試和實驗，驗證系統(tǒng)的可靠性。 本文要完成的工作本課題是針對單片機讀寫SD卡進行研究，由研究目的決定了研究的內(nèi)容涉及了單片機系統(tǒng)硬件設(shè)計和SD卡數(shù)據(jù)讀取兩方面。SD卡之所以得到如此廣泛的使用，是因為它價格低廉、存儲容量大、使用方便、通用性與安全性強等優(yōu)點。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同開發(fā)研制。硬件電路設(shè)計主要包括MXT8051F04A最小系統(tǒng)電路、電源電路、串口電路、SD卡接口電路。MCS51 MCU讀寫SD卡版 單片機論文摘 要近年來, SD存儲卡在嵌入式產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛, 但SD卡接口一般僅集成在32位高端處理器中, 一般51單片機則由于資源限制沒有該接口。本論文的核心主要從硬件設(shè)計和軟件編程兩個大的方面介紹了系統(tǒng)的實現(xiàn)。關(guān)鍵字：MXT8051F04A，SD卡，KeilABSTRACTIn recent years, SD memory card applications in the embedded products more widely, but generally only the integrated SD card interface in 32bit highend processor, microcontroller 51 is generally not the interface due to resource constraints. Therefore, how to solve the 51 SCM applications to access data on largecapacity SD cards seem very practical. The system uses MXT8051F04A as SCM and SD card interface chip, using SPI mode on the SD card serial read and write sectors, reading and writing process and results through the serial port on the host display debugging assistant. The core of this thesis, the main hardware and software design introduces two major aspects of the system implementation. Hardware design includes MXT8051F04A minimum system circuit, power circuit, the serial port circuitry, SD card interface circuit. Program using C language under the Keil software write, debug, the program includes reading and writing SD card sector program, serial procedures of software modules. System realizes the SD card read and write sectors, meets the design requirements and objectives. Keywords: MXT8051F04A，SD Card，Keil目 錄第1章 引言 1 選題背景 1 研究目標和意義 1 本文要完成的工作 1第2章 單片機讀寫SD卡的硬件電路設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件平臺組成 3 電源模塊 3 MXT8051F04A單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計 4 MXT8051F04A簡介 4 晶振復(fù)位電路 8 SD卡電路設(shè)計 8 通訊模式 9 電平匹配 9 硬件接口設(shè)計 10 串口電路設(shè)計 12 PCB繪制 13 本章小結(jié) 14第3章 單片機讀寫SD卡的軟件設(shè)計 14 SD卡的扇區(qū)讀寫 14 模擬SPI協(xié)議 14 SD卡命令 15 SD卡的初始化 19 數(shù)據(jù)塊的讀寫 20 串口程序 25第4章 調(diào)試 26 系統(tǒng)硬件調(diào)試 26 軟件調(diào)試 27 軟硬件的聯(lián)合調(diào)試 27 本章小結(jié) 29第5章 結(jié)束語 30 總結(jié) 30 展望 30參考文獻 31致謝 32附錄 33附錄一：單片機讀寫SD卡的完整原理圖 33附錄二：單片機讀寫SD卡的完整程序 36外文資料原文 63譯文 64第1章 引言 選題背景SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如個人數(shù)碼助理(PDA)、數(shù)碼相機和多媒體播放器等。在諸如MP數(shù)碼相機等設(shè)備上也都采用SD卡作為其存儲設(shè)備。 研究目標和意義研究51單片機對SD卡的讀寫，解決51單片機應(yīng)用系統(tǒng)存取大容量數(shù)據(jù)。2. 各子功能模塊硬件電路設(shè)計、調(diào)試以及軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。晶振復(fù)位電路：系統(tǒng)采用了RC上電復(fù)位。電源電路：系統(tǒng)采用9V供電，使用兩片ASM1117電源轉(zhuǎn)換芯片分別獲得5V 。電路如圖22所示。復(fù)位采用了簡單可靠的上電復(fù)位。電路集成片上調(diào)試系統(tǒng)，通過標準JTAG接口，快速診斷復(fù)雜SOC，該調(diào)試系統(tǒng)具有不占用任何硬件資源，支持全速運行、單步運行、硬件斷點、軟件斷點以及觀察內(nèi)部特殊功能寄存器、程序指針和內(nèi)部RAM等功能。圖23 MXT8051F04A系統(tǒng)框圖MXT8051F04A共有128個引腳，采用QFP128封裝，其引腳排列如圖24。32768Hz晶體振蕩器為RTC提供時鐘。當進行讀操作時，當引腳配置為輸入時，引腳的電平被讀入，但通過讀修改寫指令或者當引腳被配置為輸出時所讀取的是內(nèi)部鎖存器的值，而非引腳的值。UART 可以工作在全雙工方式。用同一個地址訪問發(fā)送寄存器和接收寄存器。當UART轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時硬件不清除UART中斷標志，中斷標志必須用軟件清除。由PWMXL和PWMXH的低兩位構(gòu)成一個10位的寄存器。JTAG接口有四個專用引腳，它們是：TCK、TMS、TDI和TDO。 LCD驅(qū)動：MXT8051F04A內(nèi)部集成段式LCD驅(qū)動，LCD 驅(qū)動由主要