【正文】 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(shí)，它將發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)反饋幀通知主機(jī)，而不是使用超時(shí)檢測(cè)的方式。 ． CS：主機(jī)到卡芯片之間的片選信號(hào)； CLK：主機(jī)與卡之間的同步時(shí)鐘； Dataln：主機(jī)到卡之 間的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)； DataOut：主機(jī)到卡之間的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)。然而，它也有不好的地方，如失去了 SD 卡的性能優(yōu)勢(shì)，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。 SPI 模式只用到 CS片選、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時(shí)鐘、電源地及電源六根線。 主要 研究?jī)?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(dòng)接口設(shè)計(jì) ，因此首要的任務(wù)是 尋找一個(gè)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。特別是近年來，隨著價(jià)格不斷下降且存儲(chǔ)容量不斷提高，它的應(yīng)用范圍日益增廣。該方法對(duì)需從 SD 卡中連續(xù)讀取控制數(shù)據(jù)的主、從控制系統(tǒng)均適用 , 有很強(qiáng)的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集； STC12C5A60S2； SD 卡； ii Abstract Electronic systems integration is increasing of Integrated circuit ponents with the Bureau of the rapid development of microelectronic technology， The rapid development of microelectronic technology and the high integration IC， makes the chip more plexity with lower cost ever than befor． While FPGA is being developed in the direction which contents more and more logic elements， with high performance， low cost and low power． So， SOPC technology bees all inevitable trend ． The Card SD with small size high storage capacity． rewritable， low prices， as well as nonvolatile and other characteristics have been widely used in mobile phones， digital cameras， MP3 players and other fields． In order to reduce the difficulty of secure digital memory card operation in microcontroller unit (MCU) system, a simple SD card driven method and interface circuitw as introduced. This method is independent of partition tab le, so it susta insall kinds of SD card and partition formats, including FAT32, NTFS, ex FAT form at from 16MByte to 32 GByte SD card. It can be appropriate for Masterslave control system using SD card. This method was used in LED display controller system. The application results indicate that the system achieves good This paper introduces the SD card store data acquisition circuit design principle, circuit and program, this paper expounds the main control based on STC12C5A60S2 chip DY_mini80E development board realize data acquisition and data storage SD circuit design process and the realization methods and operation result analysis. The system can also collecting four ways of periodic signal waveform, and will be four road simulation voltage (05 V) for A/D conversion, every second conversion once, result into ASCII form, and four road respectively to the storage SD card established beforehand good CH1. TXT, CH2. TXT, CH3. TXT, CH4. TXT documents. The design of the main control chip in STC12C5A60S2 DY_mini80E development board, using the developed on board A/D conversion module PCF8591, external SD interface module, pleted the debugging realized. Keyword: Data collection。而 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定。因?yàn)樵?SPI 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(chǎng)上很多 MCU 都集成有現(xiàn)成的 SPI 接口電路，采用 SPI 模式對(duì) SD 卡進(jìn)行讀寫操作可大大簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)。四是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。 SD 卡總線 SD 總線包括以下的信號(hào)： CLK：主機(jī)與卡之間的同步時(shí)鐘； CMD：雙向的命令／反饋信號(hào)； DATo～ DAT3： 4位雙向的數(shù)據(jù)傳輸線； VDD， Vss1， Vss2：電源和地信號(hào)。 數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀用來在卡和主機(jī)之間進(jìn)行真正有用的數(shù)據(jù)傳輸?？◤闹鳈C(jī)端接收到一個(gè)數(shù)據(jù)塊之后，它就會(huì)發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)響應(yīng)令牌給主機(jī)，如果接收的數(shù)據(jù)經(jīng)校驗(yàn)無錯(cuò)，就把數(shù)據(jù)寫入卡的存儲(chǔ)介質(zhì)中。 所有的命令和響應(yīng)都在 CMD 線上進(jìn)行。 Class6(寫保護(hù)命令集 ): CMD28：設(shè)置寫 保護(hù)塊的地址。在 SD卡向單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)可以直接連接，因?yàn)樗鼈冎g的電平剛好滿足上述的電平兼容原則，所以只做一個(gè)直流 5V的穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電即可，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。為了解決這一問題，在電解電容 C10上并 聯(lián)一個(gè)電阻 R10 和開關(guān) K。圖 SD 卡的 TFT 彩屏接口定義。這時(shí)工程管理窗口的文件頁(yè) (Files)會(huì)出現(xiàn)“Target1” ，將其前面 +號(hào)展開，接著選擇 Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單，選擇 “Add File to Group ‘Source Group1’” ，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并加入 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 40 頁(yè) 20 源文件 (在加入一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)消失，而是等待繼續(xù)加入其它文件 )。若主機(jī)讀到的應(yīng)答信號(hào)為 01，即表明 SD 卡已進(jìn)入 SPI 模式， 此時(shí)， 主機(jī)即可不斷地向 SD 卡發(fā)送命令字 (CMD1) 并讀取 SD 卡的應(yīng)答信號(hào)， 直到應(yīng)答信號(hào)為 00， 表明 SD卡已完成初始化過程， 并準(zhǔn)備好接受下一命令。 圖 讀 SD卡流程圖 圖 SD卡流程圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 40 頁(yè) 24 SD 卡存儲(chǔ)時(shí)間和電壓流程圖 打開指定文件，若失敗（即沒有該文件）那么就新建該指定文件，之后，追加該通道的日期時(shí)間和電壓值，具體見流程圖 。 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(gè)停止命令 CMD12 才停止。其流程圖如 圖 所示。Keil C51 軟件是一個(gè)基于 32位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程，其 μVision( 通常稱為 μV2) 。在 PCF8591 器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向 I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。 圖 復(fù)位電路 正常工作時(shí)，利用 RST 內(nèi)部復(fù)位下拉電阻 Rr（ 40KΩ 220KΩ）便構(gòu)成了復(fù)位電路。 3% 12. 時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為177。 電源模塊 SD 卡的工作電平為 ，而控制芯片 STC12C5A60S2 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)。 CMD18：讀多塊，直至主機(jī)發(fā)送 CMD12 為止。 ② 有響應(yīng)的廣播命令。 SPI的反饋方式和 SD協(xié)議相比有以下3個(gè)方面的不同。一般而言，兼容 SD 卡的 SPI 總線包含以下信號(hào)。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。 SD 模式有一個(gè)時(shí)鐘線、一個(gè)命令 /反饋線、四根輸入 /輸出信號(hào)線、兩個(gè)電源地和一個(gè)電源，所有九 根線都有定義，數(shù)據(jù)傳輸速率較快。 本設(shè)計(jì)是 通過對(duì) 51 單片機(jī)與 SD 卡的驅(qū)動(dòng)接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)普通單片機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存。 長(zhǎng)期以來，以 Flash Memory 為存儲(chǔ)體的 SD 卡因具備體積小、功耗低、可擦寫以及非易失性等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中 。采用該方法讀取 SD 卡控制數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)文件的分區(qū)表格式無關(guān) , 因此支持 FAT3 NTFS、exFAT 等文件格式下從 16MB ~ 32 GB 的 SD 卡。STC12C5A60S2?；诖颂攸c(diǎn)，設(shè)計(jì)采用 PCF8591 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，用 STC12C5A60S2 單片機(jī)對(duì)SD 卡進(jìn)行讀寫操作。雖然 AT89C52 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(shí)序。接口電路通過控制電路與內(nèi)部寄存器組成存儲(chǔ)單元交換數(shù)據(jù)，其主要操作有寫命令、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、讀狀態(tài)等。 通過同步星型拓?fù)洌?SD 總線可以接一個(gè)主 SD 卡，或者多個(gè)從 SD 卡。數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)鏈路進(jìn) 行傳輸?shù)?。如果卡正在忙于往存?chǔ)介質(zhì)中寫數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)持續(xù)發(fā)一個(gè)“工作忙”的令牌給主機(jī)。命令傳送總是從左邊的位開始。 CMD29：擦除寫保護(hù)塊的地址。電源電路原理圖如圖 。 STC12C5A60S2 單片機(jī)中包含中央處理器 (CPU)、程序存儲(chǔ)器 (Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (SRAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 UART 串口、串口 I/O 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換、 SPI接口、 PCA、看門狗及片內(nèi) R/C 振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。 復(fù)位按鈕按下時(shí)，電解電容 C10 通過 R10 放電，當(dāng)電解電容 C10 放電結(jié)束后， RST端的電位由 Rr和 R10 分壓比決定。 圖 帶 SD卡的 TFT彩屏接口定義 帶 SD卡的 TFT 彩屏數(shù)據(jù)接口兼容 DY_mini80E 開發(fā)板上的 12864 液晶接口， GND 為1腳，對(duì)應(yīng) 12864 液晶插座的腳，其接口原理圖如圖 。加入文件后點(diǎn) close 返回主界面，展開 “Source Group1” 前面 +號(hào)，就會(huì)看到所加入的文件，雙擊文件名，即可打開該源程序文件。此后， 系統(tǒng)便可讀取 SD 卡的各寄存器， 以進(jìn)行讀寫等操作。 圖 SD卡存儲(chǔ)時(shí)間和電壓流程圖 定時(shí)器 T0 函數(shù)流程圖 系統(tǒng)要求四個(gè)通道每一秒中分別進(jìn)行一次 A/D 轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用 24MHz 晶振，一個(gè)周期 ，定時(shí)器初值賦值為 50ms，則 1s/(50ms*)=40,即溢出 40 次中斷一次為1s。 SD 卡的讀寫操作都是通過發(fā)送SD 卡命令完成的。