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统软件构成访问卡控制器的原理二卡的读写时序三文件系统的数据结构四系统程序设计四测试过程与结论测试过程二总结参考文献摘要卡是大容量的闪存卡，由于其存在的诸多优点而被广泛应用。
本文介绍了卡的基本结构和工作原理，并详细介绍了磁盘文件系统的结构特点，结合三菱电机公司生产的单片机，详细说明了与卡接口设计中的关键软硬件技术，设计了与卡的接口电路和系统软件。
本文的另个工作重点是实现了格式的文件系统，完成了基对卡的文件读写即数据管理等多种功能，用基于的读卡器验证了文件读写的正确性。
最后本文讨论了卡模式作为文件系统在嵌入式系统中的应用优势。
关键词卡文件系统单片机引言随着微控制器的不断发展，嵌入式系统的应用越来越广泛。
目前市场上常用的大型商用嵌入式操作系统，虽然其支持文件系统，但其价格昂贵，而且都是针对特定的硬件平台，要占用定额外的小型系统开发，对中小型系统开发传统的嵌入式系统并不包括文件系统，购买商用实时系统并不划算。
另外，卡般用在数码相机掌上电脑等设备里面，卡由于具有体积小容量大读写速度快兼容性强价格相对低廉等诸多优点，在数码设备上的应用越来越广泛，但若想在卡与机之间传递数据，通常不得不借助于读卡器，这给的用户带来不少麻烦，由于卡内部采用模拟硬盘控制器的设计，使得卡可以比较容易地通过接口实现与电脑的连接，定程度上起到了移动存储的作用。
般的嵌入式系统不会提供读写卡的接口，所以需要在嵌入式系统中专门设计驱动程序。
目前对卡实现文件系统的研究并不多见，仅有人研究过系统对卡文件格式的实现，本文将用三菱单片机对其进行寻址和读写操作，以便嵌入式系统与机交换数据。
二硬件接口设计存储卡介绍闪存卡功耗低容量大体积小可靠性高可多次重写等优点，使其成为不少中小型应用系统中存储介质的首选。
常见的闪存卡有，及索尼记忆棒种，其中卡已经有了相当长的历史，由于其建立标准的时间长兼容性好容量大价格低等原因而得到了广泛的应用，是通用性最强的存储卡之。
卡的全称为卡，意为标准闪存卡，简称卡，技术是由协会提出的种与机接口标准兼容的技术，由技术的主导者组成，不过和技术并没有技术和权利金障碍，这也是其得到普及的重要原因之。
是年成立的，而卡的历史还要早些，卡最先由公司于年推出，现已成为种工业标准。
卡因包含了针对存储器的控制电路而较卡稍厚，但其内置控制电路大大简化了应用时外围的控制电路设计见图。
主机接口图卡结构示意图二卡的特点卡的主要特点如下体积小。
卡形如本袖珍书，重量仅为，尺寸为英寸英寸英寸支持双重电压，无须电池永久保存内部数据基于块擦除技术设计，每次读写为个扇区④完全符合接口规范，支持多种接口访问模式，如模式模式和模式数据输入输出控制控制器内置智能控制器，使外围电路设计大大简化，而且不同的卡都可以用单的机构来读写，不用担心兼容性问题固态产品，没有可移动部件，可靠性好访问速度快，数据突发传输率高达容量范围从到，满足用户不同需求。
二三菱单片机简介三菱簇单片机是年才推出的种新型的位单片机。
该单片机基于新的设计理念，为客户提供完整的系统支持。
该单片机具有超低功耗极强的抗干扰能力和很高的语言编程效率等特点，片内集成了为转换器控制器异步通信通道定时器等丰富的周边功能电路模块，适用于非常广泛的应用领域。
单片机有如下性能特点处理速度高单片机具有很多功能强大的指令，其指令周期很短，的操作指令在三个周期内完成，因此其处理速度高。
编程效率高由于既有般的指令格式，又有紧凑的指令格式，无论是面向计算类应用，还是面向控制类应用，程序都可以做到简介紧凑。
使用语言编程时，其目标程序的效率很高，达到同领域内最高水平。
地址空间大簇除外提供的无边界限制的线性存储空间。
对于则扩大到。
④内置多种功能控制模块考虑到多样化的应用，片内具有多种接口功能。
内置大容量存储器电路多功能的串行校验电路等。
低工作电压，低功耗在电压，工作频率，等待方式工作时，功耗为。
抗外部干扰能力强对外界干扰弱程序纠正功能单片机可使用地址匹配中断来纠正程序的缺损，至少可以纠正两处缺损。
该两地址用外部中的内容来代替。
提供型产品⑩改善的系统开发环境三接口设计卡接口规定卡采用间距的针脚双列封装，其电气特性符规范。
其连接装置与卡相似，只不过卡是引脚，而是引脚，可以很容易插入无源引脚适配卡，并完全符合电力和机械规格。
卡的操作与标准的接口操作基本类似，转换后即成为标准的接口，给编程可以带来不少方便。
本设计实现用单片机对进行简单的读写后，还进步将存储数据内容按照标准文件格式写入卡，通过读卡器可将写入的内容以标准文件形式读出。
卡有个引脚，可以转化成为标准的引脚接口本文即采用这个方法，其接口定义如下表。
表卡模式管脚定义管脚号名称管脚号名称管脚号名称与卡的接口设计该设计中采用单片机作为，为位的单片机，其存储空间有多种模式，在此采用微处理器模式，其存储空间分配图如下表所示。
表二微处理器模式区内部区内部保留区外部存储器外部存储器外部存储器外部存储器本设计中，采用静态随机存储器作为外部的，选取，其片选信号连接到，位的芯片作为外部，存储程序代码，其片选信号连接到，而卡则通过译码器连到。
对卡的控制信号靠锁存器锁存，然后提供给卡，而卡要反馈给的信号通过传送给的数据总线，即卡的控制信号等并不与直接相连。
电路图这样设计的特点是便于日后扩展，所以卡与的连接并不占用口，只占用其地址空间。
接口电路图如图。
三系统软件构成访问卡控制器的原理卡存储空间的寻址是通过命令寄存器组和控制寄存器组来实现的。
命令寄存器组用来给磁盘驱动器发送命令和数据交换，控制寄存器组用来控制磁盘驱动器。
在方式时，这两组寄存器组通过和信号来区分。
选通命令寄存器组，选通控制寄存器组。
下面简要介绍各命令寄存器数据寄存器这是个位数据寄存器，用于对扇区的读写操作。
主机通过该寄存器向卡控制器写入或从卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据。
寄存器和特性寄存器寄存器反映控制寄存器在诊断方式或操作方式下的原因。
特性寄存器般不使用。
寄存器只用于读，而特性寄存器只用于写。
图卡与单片机接口电路图图卡与单片机接口电路图扇区数寄存器用来记录次读写命令的扇区数目。
扇区号寄存器用来记录读写和校验命令指定的起始扇区号。
在方式时，其记录的是地址的低位。
柱面号寄存器由两个位的寄存器组成，分别用来记录读写校验和寻址命令指定的柱面号的低位和高位。
在方式时，其记录的是地址的位。
驱动器磁头寄存器记录读写校验和寻道命令指定的驱动器号磁头号和寻址方式模式或模式。
在方式时，其记录的是地址的高位。
状态寄存器和命令寄存器状态寄存器反映卡驱动器执行命令后的状态，读该寄存器要清除中断请求信号。
命令寄存器接收主机发送的卡工作的命令控制字。
是卡的寄存器寻址线，它们连接的并不是内存寻址空间。
卡内部空间的寻址是通过扇区号寄存器柱面号寄存器和磁头号寄存器的数据来来标识不同的寄存器。
卡的读写是通过卡内的缓冲区进行的，不支持直接读写存储区域，读取数据时，存储卡中的智能控制电路先把数据写入缓冲区，然后外部系统才能通过读缓冲区将数据读取出来。
写数据时，外部系统先把数据写入缓冲区，写满后，卡将缓冲区的内容自动读入存储区域。
缓冲区为个结构。
缓冲区的读写以顺序读写的方式进行，不支持随机存取方式，系统只能次性地按顺序读完或写完所有字节。
对卡来说，写操作时个地址对应的是个寄存器，而读操作时访问的是另外个寄存器。
在读写访问时，接口转化后的卡有两种工作方式逻辑块地址和柱面磁头扇区。
工作在不同方式时，扇区号寄存器柱面号寄存器和磁头寄存器表示的内容是不同的。
在方式下，系统隐藏扇区是不能访问的，能访问的扇区从物理的柱面磁头扇区开始，而该扇区在方式下为第号扇区。
所有的扇区依次统编号。
柱面磁头扇区寻址时，直接输入相应的柱面磁头扇区数值就可以了。
在访问方式时，要将所要访问的逻辑扇区值转换成相应的物理磁道柱面和扇区号。
下面详细说明。
物理扇区号逻辑扇区号每道扇区数物理磁头号逻辑扇区号每道扇区数磁头数物理磁道号逻辑扇区号每道扇区数磁头数同样，有物理扇区与逻辑扇区的换算关系得出逻辑扇区与物理扇区参数的关系，如下逻辑扇区号物理扇区号物理磁头号每道扇区数物理磁道号每道扇区数磁头数卡的地址寄存器的内容都是位的，通过位数据线的低位传送。
地址寄存器内容填好后，接下来就是通过数据寄存器在缓冲区和单片机之间传输位数据了。
必须注意的是，卡能寻址的最小单位是扇区，所以每次至少要写入字节个扇区的容量，同时，在文件
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