单片机与MMC卡的接口

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  • 媒体卡MMC(MultiMedia Card)是由美国SanDisk公司和德国Simens公司于1997年共同开发推出的一种多功能存储卡。内置控制电路,可以使用在手机、数码相机、MP3、PDA等多种数字设备上,可反复记录30万次。现在市场上的主流容量有128 MB~2 GB。
       

            文中首先介绍单片机对SPI协议下的MMC卡的底层读写操作,然后分析MMC卡文件系统的结构,最后详细说明MMC卡文件的创建、读写、删除等操作。该方法可应用到与Windows有交互的嵌入式系统中,便于文件的统一管理。

           1 单片机与MMC卡的接口

           1.1 单片机与MMC卡的接口电路
       

           接口电路采用的是Philips公司的增强型LPC93x系列单片机。它除了比普通的8051有更快的指令执行周期外,还提供多种在片的硬件接口功能,如UART、SPI、I2C等,因此用LPC93x的SPI接口实现单片机与MMC卡的互连。
       

           MMC卡有7个引脚,支持两种串行数据传输协议,即MMC(Multimedia Card)模式和SPI(Serial PeripheralInterface)模式。在SPI模式中,通过4条信号线完成数据的传输。这4条信号线分别是时钟SPICLK、数据输入MISO、数据输出MOSI和片选SS#。
       

            LPC93x单片机与MMC卡的接口电路如图1所示。

    单片机与MMC卡的接口


           1.2 MMC卡底层读写原理
       

            MMC卡读写操作都是基于命令的,通过向MMC卡发送枢直的命令并读取枢直的响应来实现对MMC卡的控制。在对MMC卡读写之前,首先要进行初始化操作。这是确保MMC卡能在SPI模式下进行正常数据读写的前提。需要注意的是,在发送使MMC卡空闲命令CMD0之前至少等待74个时钟,确保MMC卡进入SPI模式。
       

            初始化完成之后,如果使用默认的块读写长度(512字节),就可进行MMC卡的读写。当然,也可用CMD16来设置。MMC卡的块读取长度,可以是1~512字节之间的任意值。但是对MMC的写过程则要求块长度必须为512字节。无论是MMC卡的读还是写,都要求在读写命令发送后有数据起始令牌FEH,数据传输结束之后有2个字节的循环冗余编码CRC(Cyclic Redundancy Codes)。

            2 MMC卡文件系统的结构分析
       

           要使写入MMC卡的数据在Windows下访问,需要在MMC卡上创建Windows支持的FATl6文件系统。MMC卡上的FATl6文件系统的结构包含分区引导记录、文件分配表、文件目录表以及数据区4个部分。

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