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基于单片机的MicroDrive接口设计
摘要：介绍了ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的基本结构和工作原理，详细说明了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口设计的关键技术；以ＡＴ８９Ｃ５２型单片机为基础，设计完成了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口电路，正确实现了对ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅｒ的读写及数据管理等功能。近几年，各种大容量的小型存储器不断涌现，在便携式设备中获得了广泛的应用。目前常见的存储卡类型有：?１?Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ??２?ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ??３?ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ Ｃａｒｄ??４?ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ｔｙｐｅ Ｉ Ｃａｒｄ??５?ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ等。各存储卡在容量、功耗、体积上各有特色，但ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ尤为出色。
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ是由ＩＢＭ日本分公司研发生产出来的产品，其接口符合ＣＦＡ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）协会制定的ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ 规范，具有容量大（１７０ＭＢ～３ＧＢ）、体积小（４２．８ｍｍ×３６．４ｍｍ×５．０ｍｍ）、性价比高、耗电量小等特点，已在数码相机、笔记本电脑、掌上电脑、便携式音乐播放器等设备的存储中获得了较广泛的应用。
目前市面上已有多家国内外公司生产出操作ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口（如ＩＢＭ公司），但其价格较高。为降低成本，实现对ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的数据访问和管理功能，本文给出了一种基于单片机的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口设计。
１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ介绍
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ各性能参数如下：
·容量(ＭＢ)：１０００／５１２／３４０；
·缓冲区大小：１２８字节；
·扇区大小(字节)：５１２；
·盘片数量：１；
·平均寻道时间：１２ｍｓ；
·平均等待时间：８．３３ｍｓ；
·最大内部数据传输速率：５９．９ＭＢ／ｓ；
·最大外部数据传输速率：１３．３ＭＢ／ｓ；
接口：ＣＦ＋?兼容ＡＴＡ和ＰＣＭＣＩＡ?
数据密度?ＧＢ／平方英寸?：１５．２；
大小：５ｍｍ×４３ｍｍ×３５ｍｍ；
重量：１７克；
磁盘旋转速度：３６００ＲＰＭ。
主要特点有：
·体积小、重量轻、容量大；
·可靠性高，有效的数据保护及数据编码技术，使得其出错率极低；
·读写速度快，连续读写速率最高可达４．２ＭＢ／ｓ，抗冲击（１５００Ｇ），耐震动（５Ｇ）；
·兼容性好，支持３．３Ｖ或５Ｖ工作电压，具有广阔的使用范围。
２ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ硬件接口设计
２．１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口简介及访问模式的选择
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口符合ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ标准，支持３．３Ｖ或５Ｖ直流工作电压，提供了完整的ＰＣＭＣＩＡ－ＡＴＡ功能且通过ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ－４兼容ＴｒｕｅＩＤＥ。但与６８针接口的ＰＣＭＣＩＡ卡不同的是，同样遵从ＡＴＡ协议的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ 接口只有５０针，采用５０脚双列０．０５英寸间距标准接口（管脚排列如表１所示）。
表1 MicroDrive管脚排列
对ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ，数据都是以５１２字节的扇区单元进行操作，能够通过ＩＤＥ、Ｍｅｍｏｒｙ等模式对其进行访问。
虽然ＩＤＥ模式被广泛应用于计算机硬盘的接口中，同时也被经常应用于嵌入式系统中，得到绝大多数的ＢＩＯＳ和工业单板机的支持；但是ＩＤＥ模式涉及复杂的文件管理，使得控制操作相对复杂，不符合简单可行的设计要求。
本系统由单片机实现嵌入式设计。而Ｍｅｍｏｒｙ模式是ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的默认模式，可以避免繁琐的寄存器设置，同时支持８位数据带宽，控制操作相对简单，可以极大地简化设计，节省系统的资源。故本系统采用Ｍｅｍｏｒｙ模式。
２．２ 硬件接口
本系统电路连接框图如图１所示，主要包含以
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