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基于單片機的MicroDrive接口設計
摘要：介紹了ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的基本結構和工作原理，詳細說明了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計的關鍵技術；以ＡＴ８９Ｃ５２型單片機為基礎，設計完成了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口電路，正確實現了對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅｒ的讀寫及數據管理等功能。近幾年，各種大容量的小型存儲器不斷涌現，在便攜式設備中獲得了廣泛的應用。目前常見的存儲卡類型有：?１?Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ??２?ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ??３?ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ Ｃａｒｄ??４?ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ｔｙｐｅ Ｉ Ｃａｒｄ??５?ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ等。各存儲卡在容量、功耗、體積上各有特色，但ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ尤為出色。
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ是由ＩＢＭ日本分公司研發生產出來的產品，其接口符合ＣＦＡ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）協會制定的ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ 規范，具有容量大（１７０ＭＢ～３ＧＢ）、體積小（４２．８ｍｍ×３６．４ｍｍ×５．０ｍｍ）、性價比高、耗電量小等特點，已在數碼相機、筆記本電腦、掌上電腦、便攜式音樂播放器等設備的存儲中獲得了較廣泛的應用。
目前市面上已有多家國內外公司生產出操作ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口（如ＩＢＭ公司），但其價格較高。為降低成本，實現對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的數據訪問和管理功能，本文給出了一種基于單片機的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計。
１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ介紹
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ各性能參數如下：
·容量(ＭＢ)：１０００／５１２／３４０；
·緩沖區大小：１２８字節；
·扇區大小(字節)：５１２；
·盤片數量：１；
·平均尋道時間：１２ｍｓ；
·平均等待時間：８．３３ｍｓ；
·最大內部數據傳輸速率：５９．９ＭＢ／ｓ；
·最大外部數據傳輸速率：１３．３ＭＢ／ｓ；
接口：ＣＦ＋?兼容ＡＴＡ和ＰＣＭＣＩＡ?
數據密度?ＧＢ／平方英寸?：１５．２；
大小：５ｍｍ×４３ｍｍ×３５ｍｍ；
重量：１７克；
磁盤旋轉速度：３６００ＲＰＭ。
主要特點有：
·體積小、重量輕、容量大；
·可靠性高，有效的數據保護及數據編碼技術，使得其出錯率極低；
·讀寫速度快，連續讀寫速率最高可達４．２ＭＢ／ｓ，抗沖擊（１５００Ｇ），耐震動（５Ｇ）；
·兼容性好，支持３．３Ｖ或５Ｖ工作電壓，具有廣闊的使用范圍。
２ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ硬件接口設計
２．１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口簡介及訪問模式的選擇
ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口符合ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準，支持３．３Ｖ或５Ｖ直流工作電壓，提供了完整的ＰＣＭＣＩＡ－ＡＴＡ功能且通過ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ－４兼容ＴｒｕｅＩＤＥ。但與６８針接口的ＰＣＭＣＩＡ卡不同的是，同樣遵從ＡＴＡ協議的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ 接口只有５０針，采用５０腳雙列０．０５英寸間距標準接口（管腳排列如表１所示）。
表1 MicroDrive管腳排列
對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ，數據都是以５１２字節的扇區單元進行操作，能夠通過ＩＤＥ、Ｍｅｍｏｒｙ等模式對其進行訪問。
雖然ＩＤＥ模式被廣泛應用于計算機硬盤的接口中，同時也被經常應用于嵌入式系統中，得到絕大多數的ＢＩＯＳ和工業單板機的支持；但是ＩＤＥ模式涉及復雜的文件管理，使得控制操作相對復雜，不符合簡單可行的設計要求。
本系統由單片機實現嵌入式設計。而Ｍｅｍｏｒｙ模式是ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的默認模式，可以避免繁瑣的寄存器設置，同時支持８位數據帶寬，控制操作相對簡單，可以極大地簡化設計，節省系統的資源。故本系統采用Ｍｅｍｏｒｙ模式。
２．２ 硬件接口
本系統電路連接框圖如圖１所示，主要包含以
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