【正文】 ..........................................................................................7 總線協(xié)議 ....................................................................................................................8 SD 卡的命令 ........................................................................................................................9 SD 卡的命令格式 ........................................................................................................9 SD 卡的命令類型 ........................................................................................................9 3 硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................. 11 電源模塊 .......................................................................................................................... 11 單片機(jī)最小系統(tǒng) ............................................................................................................... 12 單片機(jī)原理圖及其特性 ............................................................................................. 12 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ..................................................................... 14 單片機(jī) STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)的組成 .................................................................... 14 帶 SD 卡的 TFT 彩屏 ................................................................................................. 17 4 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................. 19 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo) .................................................................................................................... 19 Keil 軟件簡介 ..................................................................................................................... 19 Keil 軟件調(diào)試功能 ............................................................................................................. 19 iv 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................................................................... 20 系統(tǒng)初始化 ............................................................................................................... 20 SD 卡初始化 ............................................................................................................. 22 數(shù)據(jù)塊的讀寫 ........................................................................................................... 23 SD 卡存儲時間和電壓流程圖 .................................................................................... 24 定時器 T0 函數(shù)流程圖 ............................................................................................... 24 主體程序流程圖 ........................................................................................................ 25 5 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 27 謝 辭 ........................................................................................................................................ 28 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 29 附 錄 .................................................................................................................................... 30 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 40 頁 1 引言 微電子技術(shù)的發(fā)展是一個不斷創(chuàng)新的過程，這種創(chuàng)新包括理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的創(chuàng)新，每一種創(chuàng)新都能開拓出一個新的領(lǐng)域，帶來新的市場，產(chǎn)生重大的影響。特別是近年來，隨著價格不斷下降且存儲容量不斷提高，它的應(yīng)用范圍日益增廣。因此，如何解決 51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存取 SD 卡大容量數(shù)據(jù)就顯得很有實(shí)際意義。 主要 研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 設(shè)計(jì)研究的是 SD 卡與單片機(jī)的驅(qū)動接口設(shè)計(jì) ，因此首要的任務(wù)是 尋找一個實(shí)現(xiàn)AT89C52 單片機(jī)與 SD 卡通訊的解決方案；其次， SD 卡所能接受的邏輯電平與 AT89C52提供的邏輯電平不匹配，需要解決電平匹配問題。要解決這一問題，最根本的就是解決邏輯器件接口的電平兼容問題，原則主要有兩條：一為輸出電平器件輸出高電平的最小電壓值，應(yīng)該大于接收電平器件識別為高電平的最低電壓值；另一條為輸出電平器件輸出低電平的最大電壓值，應(yīng)該小于接收電平器件識別為低電平的最高電壓值。 SPI 模式只用到 CS 片選、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘、電源地及電源六根線。 SD 卡 SPI 模式工作介紹 （ 1） SD 卡 SPI 模式下與單片機(jī)的連接圖 如圖 圖 SD卡 SPI模式下與單片機(jī)連接圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 40 頁 6 SD卡支持兩種總線方式： SD 方式與 SPI 方式。然而，它也有不好的地方，如失去了 SD 卡的性能優(yōu)勢，要解決這一問題，就要用 SD方式，因?yàn)樗峁└蟮目偩€數(shù)據(jù)帶寬。主機(jī)和每張 SD 卡的 CMD、 DAT0～ DAT3 信號連線必須點(diǎn)對點(diǎn)的進(jìn)行連接。 ． CS：主機(jī)到卡芯片之間的片選信號； CLK：主機(jī)與卡之間的同步時鐘； Dataln：主機(jī)到卡之 間的數(shù)據(jù)輸入信號； DataOut：主機(jī)到卡之間的數(shù)據(jù)輸出信號。數(shù)據(jù)塊之后通常跟著 CRC 校驗(yàn)碼。 被選中的卡必須時刻對命令幀做出響應(yīng)； 使用兩種新的響應(yīng)結(jié)構(gòu) (8 位或 16 位 )； 當(dāng)卡獲取數(shù)據(jù)出問題時，它將發(fā)出一個出錯反饋幀通知主機(jī)，而不是使用超時檢測的方式。 圖 SD 卡命令格式 開始位固定為 0，第二位固定為 1，表示主機(jī)給 SD 卡的命令，然后是 6位命令索引號，索引號的大小與索引號數(shù)字相同，比如 CMD0的索引號為 000000，索引號 41為 101001。 從所有卡來的響應(yīng)是同時的。 CMD1：讀 OCR 寄存器。 Class4(寫卡命令集 )： CMD24：寫單塊。 Class7：卡的鎖定，解鎖功能命令集。因此，它們之間不能直接相連，否則可能會燒壞 SD 卡；出于對安全工作的考慮，有必要解決電平匹配問題。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)控制模塊是整個系統(tǒng)的核心。 5% 到177。 圖 單片機(jī) STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)的組成 單片機(jī) STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)（ DY_mini80E 開發(fā)板 )，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可對 STC12C5A60S2 單片機(jī)來說，其最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路等。接通電源瞬時，電容 C10 上電壓很小 ，由于復(fù)位下拉電阻 Rr10KΩ，所以復(fù)位下拉電阻 Rr 上的電壓接近電源電壓，即 RST 位高電平，電路沒有影響。 R10 的作用在于限制按鈕按下瞬間電解電容 C10 的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鈕的觸點(diǎn)。 PCF8591 的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、 8bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換和 8bit 數(shù)模轉(zhuǎn)換。 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 共 40 頁 18 圖 TFT 彩屏 接口原理圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 共 40 頁 19 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo) 最終能實(shí)現(xiàn)同時將四路模擬電壓（ 05V） 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果為十進(jìn)制有效數(shù)字 3 位；要求每秒鐘轉(zhuǎn)換一次，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼形式；并將四路結(jié)果分別存儲到 SD 卡預(yù)先建立好的 、 、 、 文檔中。 Keil 提供包括C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成： μVision IDE 集成開發(fā)環(huán)境 C51 編譯器、 A51 匯編器、 LIB51庫管理器、 BL51 連接 /定位器、 OH51 目標(biāo)文件生成器以及 Monitor5 RTX51 實(shí)時操作系統(tǒng)。工程設(shè)置后按 F7 鍵 (或點(diǎn)擊編譯工具欄上相應(yīng)圖標(biāo) )進(jìn)行編譯 /匯編、連接以及產(chǎn)生目標(biāo)文件。 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 40 頁 21