【正文】 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(shí)序。復(fù)位采用了簡單可靠的上電復(fù)位電路。運(yùn)放：MXT8051F04A內(nèi)部集成有5個運(yùn)放器，分別是OP1OP5。這就允許軟件查詢UART中斷的原因。在所有方式下，接收數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)緩沖器。RTC： RTCXTAL1和RTCXTAL2是RTC的32768Hz晶體振蕩器的輸入輸出引腳。上位機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口以及用戶定義指令執(zhí)行在線編程和在線調(diào)試。圖22 電源模塊，.。JTAG電路：用來完成程序的下載和調(diào)試。 本文要完成的工作本課題是針對單片機(jī)讀寫SD卡進(jìn)行研究，由研究目的決定了研究的內(nèi)容涉及了單片機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和SD卡數(shù)據(jù)讀取兩方面。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。MCS51 MCU讀寫SD卡版 單片機(jī)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(jī)則由于資源限制沒有該接口。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(biāo)和意義 1 本文要完成的工作 1第2章 單片機(jī)讀寫SD卡的硬件電路設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件平臺組成 3 電源模塊 3 MXT8051F04A單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 4 MXT8051F04A簡介 4 晶振復(fù)位電路 8 SD卡電路設(shè)計(jì) 8 通訊模式 9 電平匹配 9 硬件接口設(shè)計(jì) 10 串口電路設(shè)計(jì) 12 PCB繪制 13 本章小結(jié) 14第3章 單片機(jī)讀寫SD卡的軟件設(shè)計(jì) 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(xiàn) 31致謝 32附錄 33附錄一：單片機(jī)讀寫SD卡的完整原理圖 33附錄二：單片機(jī)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(jī)和多媒體播放器等。 研究目標(biāo)和意義研究51單片機(jī)對SD卡的讀寫，解決51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存取大容量數(shù)據(jù)。晶振復(fù)位電路：系統(tǒng)采用了RC上電復(fù)位。電路如圖22所示。電路集成片上調(diào)試系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行、單步運(yùn)行、硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)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。32768Hz晶體振蕩器為RTC提供時(shí)鐘。UART 可以工作在全雙工方式。當(dāng)UART轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)硬件不清除UART中斷標(biāo)志，中斷標(biāo)志必須用軟件清除。JTAG接口有四個專用引腳，它們是：TCK、TMS、TDI和TDO。 晶振復(fù)位電路單片機(jī)最小系統(tǒng)包括：晶振電路、復(fù)位電路。因?yàn)樵赟PI模式下，通過四條線就可以完成所有的數(shù)據(jù)交換，并且目前市場上很多MCU都集成有現(xiàn)成的SPI接口電路，采用SPI模式對SD卡進(jìn)行讀寫操作可大大簡化硬件電路的設(shè)計(jì)。但是，這個方案代價(jià)相對昂貴，而且一般的專用電平轉(zhuǎn)換芯片都是同時(shí)轉(zhuǎn)換8路、16路或者更多路數(shù)的電平，相對本系統(tǒng)僅僅需要轉(zhuǎn)換3路來說是一種資源的浪費(fèi)。 圖27 SD卡引腳定義表21 SD卡引腳功能定義引腳SD模式 SPI模式名稱類型描述名稱類型描述1CD/DAT3IO或PP數(shù)據(jù)線3CSI片選2CMDPP命令DII數(shù)據(jù)輸入3VSS1S電源地VSSS電源地4VDDS電源VDDS電源5CLKI時(shí)鐘SCLKI時(shí)鐘6VSS2S電源地VSS2S電源地7DAT0IO或PP數(shù)據(jù)線0DOO或PP數(shù)據(jù)輸出8DAT1IO或PP數(shù)據(jù)線1RSV 保留 9DAT2IO或PP數(shù)據(jù)線2RSV 保留 單片機(jī)與SD卡的接口電如圖28所示。該接口采用雙極性信號，公共地線和負(fù)邏輯。串行接口電路如圖29所示。(3)晶振，電解電容等怕熱元件應(yīng)該遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元件，晶振用地線包圍。從應(yīng)用的角度來看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機(jī)內(nèi)部自帶SPI控制器，不光給開發(fā)上帶來方便，同時(shí)也見降低了開發(fā)成本。表31 SD卡命令的格式Byte1Byte2Byte5Byte6765 0 31 07 001命令號命令參數(shù)CRC校驗(yàn)碼1Byte1：命令的開始位為始終為0；1表明是主機(jī)發(fā)送給SD卡的命令，后面是命令號(命令號，由指令標(biāo)志定義，如CMD39為100111即十六進(jìn)制為0x27，那么完整的CMD39第一字節(jié)為01100111，即0x27+0x40)。在SPI模式中定義了三種應(yīng)答格式，如表3表3表35所示。從CSD寄存器中，主機(jī)可獲知卡容量，支持的命令集等重要參數(shù)。SD卡對每個發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)塊都通過一個應(yīng)答命令確認(rèn)，它為1個字節(jié)長，當(dāng)?shù)?位為00101 時(shí)，表明數(shù)據(jù)塊被正確寫入SD 卡。//發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令 timeout++。 count 512。//如果返回值是XXX00101說明數(shù)據(jù)已經(jīng)被SD卡接受 Uart_Send_String(寫扇區(qū)失敗\r\n)?？梢姡x寫SD卡的操作都是在初始化后基于SD卡命令和響應(yīng)完成操作的，讀SD卡的程序流程圖如圖36。 }while((0x0 != response) amp。 } SD_ReadByte()。串口初始化程序主要完成串口的中斷設(shè)置，波特率設(shè)置，接收使能等。如果確認(rèn)無誤后加上直流電源，查看電源的電流情況，如果電流過大可能存在短路的情況，應(yīng)立即關(guān)閉電源檢查線路。下載先前編寫好的串口發(fā)送接收程序，通過燒程器把程序下載到單片機(jī)里運(yùn)行，打開串口調(diào)試助手，觀察串口調(diào)試助手是否接收到了發(fā)送的字符。 軟硬件的聯(lián)合調(diào)試硬件制作好后，就開始軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。程序流程如下：首先初始化MXT8051F04A單片機(jī)串口，然后執(zhí)行SD卡初始化操作，SD卡初始化完成后，開始往SD卡的7632扇區(qū)寫入數(shù)據(jù)(peng yuan zhi)，通過串口調(diào)試助手顯示剛才寫入扇區(qū)的數(shù)據(jù)，然后再讀取剛才寫的扇區(qū)的數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果見圖41。再通過制作硬件的制作對系統(tǒng)的功能和接口有了深刻的理解。(2) 讀寫速度有限，如果采用4線并行方式對扇區(qū)進(jìn)行讀寫，速度將得到明顯的提高。最后對各位專家老師仔細(xì)審閱我的論文表示感謝，期盼給予批評指正。 //串口發(fā)送字符串void Uart_Send_Char(INT8S ch)。//SD卡初始化unsigned char SD_Reset(void)。//有符號8位整型變量 typedef unsigned short INT16U。 //數(shù)據(jù)緩沖區(qū)define _DEBUG_void main(void){ int i = 0。 Uart_Init()。//將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的512 //個字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入SD卡的第ADDR扇區(qū)中 Uart_Send_String(向SD卡的7632扇區(qū)寫入數(shù)據(jù):\r\n)。 while(1)。 /*串口工作在方式2接受使能*/ PCON amp。 /*清除中斷標(biāo)志位*/ for(i = 0。 char temp[20] = {0}。}/************************************************* 函數(shù): Uart_Send_Char.* 描述: 串口發(fā)送數(shù)據(jù).* 輸入: ch:要發(fā)送字符.* 輸出: 無.* 返回: 無.*************************************************/void Uart_Send_Char(INT8S ch){ ES = 0。//注意串口調(diào)試助手的發(fā)送方式， //十六進(jìn)制發(fā)送要注意 RI = 0。 for(i = 0。 while(vaule) { temp[i] = vaule%10 + 39。 } if(!i) { string[i++] = 39。 i0。 //片選/**************************** 函數(shù): SD_WriteByte.* 描述: 往SD卡定一字節(jié).* 輸入: byte 寫的字節(jié)* 輸出: 無.* 返回: 無.*****************************/void SD_WriteByte(unsigned char byte){ unsigned char BitCounter = 0。 Delay_us(100)。 SD_SDO = 1。 Delay_us(100)。} /****************************** 函數(shù): SD_WriteCommand.* 描述: 向SD卡寫命令.* 輸入: 無* 輸出: 無.* 返回: 寫命令的回應(yīng).********************************/unsigned char SD_WriteCommand(const unsigned char Command, unsigned long date, const char CRC){ unsigned char cmdBuf[6] = {0}。 cmdBuf[4i] = (temp)。 } do { temp = SD_ReadByte()。 unsigned char timeout = 0。 }while((0x1 != response) amp。 //滿足時(shí)序要求 return SD_SUCCESS。amp。}/****************************** 函數(shù): SD_WriteSector.* 描述: 寫扇區(qū).* 輸入: buffer:寫入的數(shù)據(jù)* 輸出: address:要寫入數(shù)據(jù)的地址.* 返回: ********************************/unsigned char