AT89S52单片机与CF卡的接口设计
基于单片机与CF卡的接口设计与实现
基于单片机与CF卡的接口设计与实现1 引言电子存储设备的不断涌现，使许多便携设备大容量数据的实时处理和存储成为可能，CF 卡( Compact FLASH card)因具有容量大、体积小、性能优良、携带方便等优点，已广泛应用在数据采集系统和许多消费类电子产品中。
然而目前所开发的产品成本高，电路复杂，所需元器件数目多，严重制约了CF 卡在更广阔领域内的应用。
本文给出了一种简洁实用的硬件接口电路．成功实现了单片机对CF 卡标准文件的读写。
2 接口电路设计接口电路如图1 所示，采用与80C51 兼容的SST89C54 型单片机。
SST89C54 程序存储器分为block0 和block1 两块，前者为16 KB，后者为4 KB，block0 和block1 的地址不是连续的。
Block1 从F000H 开始。
上电后程序既可以从blockO(0000H)开始执行，也可以从block1(F000H)开始执行。
单片机的Re-Map[1：0]位决定程序从哪块程序存储器开始执行。
当这2 位都为1 时，程序从0000H 开始执行，否则，从F000H 开始执行。
Re-Map[1：0]位是非易失性的，可以用编程器对其编程设置。
CF 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。
由于一次至少要读写一个扇区(512 字节)，所以目前多数做法都必须要借助于6116、6264 等外部存储器，这样做不仅增加了成本，而且给软件设计带来了很多不便。
在本系统设计中，利用SST89C54 单片机的第二个内部程序存储器block1(4 Kbyte×8 bit)作为读写缓冲区，这样就可以巧妙地解决上述问题，同时也避免了通过单片机读写CF 卡必须依赖外部存储器和地址存储器的弊端[1-3]。
基于AT89S52高性能单片机串行通信电路的设计
基于AT 89S 52高性能单片机串行通信电路的设计淮安广播电视大学电子工程系 陈京培[摘 要]随着单片机技术的发展,传统的依赖于仿真机的单片机实验成本高且效率低,已不适应现代科技开发需求。
串行通信是目前单片机应用中经常要用到的功能,本设计目的就是在传统实验板的基础上,利用功能强大的A T 89S52型单片机和编程软件Visual C++设计了一种新型单片机串口通信电路。
实验结果表明,该方案接口简单、使用方便、稳定可靠。
[关键词]新型串行通信 A T 89S52 硬件接口 程序设计 1、串行通信原理计算机与外界信息间的交换称为通信。
随着计算机应用技术和微机网络技术的发展,计算机与其外部设备之间的数据传输越发显得重要。
而串行通讯技术是实现这一功能的有效途径,它具有经济方便、数据传输可靠、适用于远距离通讯的特点,在工业监控、数据采集、检测等系统中有着广泛的应用[1]。
在异步通讯中,数据是一帧一帧传送的,在帧格式中,一个字符由4部分组成:起始位、数据位、奇偶校验位和停止位,见下图1。
首先是一个起始位“0”,然后是5～8位数据(规定低位在前,高位在后),接下来是奇偶校验位(可省略),最后是停止位“1”。
起始位“0”信号只占用1位,用来通知接收设备一个待接收的字符开始到来。
线路在不传送字符时应保持为“1”。
接收端不断检测线路的状态,若连续为“1”以后又检测到一个“0”,就知道发来一个新字符,应马上准备接收[2]。
2、A T 89S52单片机特点简介A T 89S 52单片机是AT M EL 公司新近推出的高档、增强型产品。
它是一个低功耗、高性能CM OS 8位微控制器,片内含通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元,8k By tes ISP (In -system pro gr ammable)的可反复擦写1000次的F lash 只读程序存储器,片上Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
AT89S52单片机特点及引脚图
AT89S52单片机特点及引脚图
AT89S52单片机特点及引脚图AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。
AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，AT89S52拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：
与MCS51兼容；
8K支持在线编程(ISP)的FLASH结构程序存储器，1000次擦写寿命；
工作电压为4.0V~5.5V；
全静态工作：0~24MHz；
3级程序安全加密保护；
256*8位内部RAM；
32个可编程I/O端口；
3个16位定时器/计数器；
8个中断源；
一个全双工异步串口；
支持低功耗及掉电模式；
支持中断从掉电模式唤醒；
内置看门狗；
双数据指针；
工业级产品，温度范围(-40°C到85°C)，PU为无铅环保产品。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
其PDIP图如右图所示：。
AT89C52单片机原理与接口技术课程设计
AT89C52单片机原理与接口技术课程设计一、课程设计背景及目的AT89C52单片机是一种8位低功耗高性能CMOS Flash微控制器，被广泛应用于工控、仪器仪表等领域。
本课程设计旨在通过使用AT89C52单片机，系统地讲解单片机电路的组成原理、指令系统、应用接口，培养学生的软硬件设计能力，以实现一个完整的工程设计。
二、实验要求本次实验设有以下要求：1.设计一个基于AT89C52单片机的温度检测与报警系统；2.系统应能通过温度传感器获得环境温度，当温度超过设定阈值后进行报警；3.设计实时温度显示功能；4.熟悉AT89C52的功能、特点、指令系统、输入输出口等，学会使用Keil C51编程；5.能够熟练使用Oscilloscope，Verilog等EDA工具设计单片机电路原理图和PCB。
三、实验所需硬件与软件硬件：1.AT89C52单片机；2.DS18B20数字温度传感器；3.MAX232芯片；4.LED指示灯、按键开关、蜂鸣器、电阻电容等组件；5.电源、Oscilloscope组件。
软件1.Keil C51；2.Proteus；3.Altium Designer。
四、实验流程1. 单片机接口设计1.将DS18B20数字温度传感器中的DQ引脚连接至单片机P1.0口；2.将MAX232芯片中的T2OUT和R2IN引脚分别连接至单片机P3.1与P3.0口。
2. 温度检测功能设计1.编写程序，通过单片机P1.0口将DS18B20温度传感器所需的初始化代码发送给其，然后实现温度读取功能；2.对所读取的温度进行比较，当温度高于阈值时使用单片机P3.2口控制蜂鸣器发出警报，同时向P3.4口输出高电平使LED指示灯闪烁；3.当温度恢复正常时，将P3.2和P3.4口输出低电平，关闭警报。
3. 温度显示功能设计1.配置单片机P2.0口为8位数码管共阴极数码管的位选控制信号，P2.1~P2.7口为8位数码管的段选控制信号；2.编写数字转移代码，将读取到的温度进行转换成8位二进制码；3.编写8位数码管显示程序，将温度以数码形式实时输出。
AT89S52综合接口程序设计报告讲解
重庆理工大学硬件应用系统开发技术综合实验报告题目：AT89S52综合接口程序设计二级学院计算机科学与工程专业计算机科学与技术班级学生姓名学号教师时间 2014.5.18成绩目录一、实验名称AT89S52综合接口程序设计二、实验目的1、测量PCF8591的AD的IN0电压0.00V到5.00V；2、通过RS232口送PC串口助手显示实测电压，形如“Voltage is: 2.35V↙”；3、将测量到的电压送PCF8591的DA输出到DL10，以调节LED量度；4、读取24C04中存储的报警调节值W0，当测量电压大于W0时蜂鸣器发出报警；5、通过PC串口助手发送形如“:3.00V↙”，即修改24C04中存储的报警值W0为3.00V。
其中“↙”为回车键，其ASCII码为0X0D和0X0A三、实验设备与环境单片机硕飞开发试验仪；Pc机；Keil开发软件；串口助手软件。
四、实验基本原理AD0809工作原理：IN0-IN7：8条模拟量输入通道，AD0809对输入模拟量要求：子女好单极性，电压范围是0-5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样电路。
地址输入和控制线：1条ALE为地址锁存器允许输入线，高电平有效。
当ALE线为高电平时，地址锁存与译码将A、B、C三条地址线的地址信号进行锁存，经锁存后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。
ST为转换启动信号。
当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，表明转换结束；否则。
表明正在进行A/D转换。
OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
24C04的写操作。
在主器件发出开始信号以后，主器件再发送四位器件码、3位块地址码以及为逻辑低电平R/W位到总线上。
这指示被寻址的从接收器，一个字地址和一个字节的数据将跟在第九个时钟周期期间产生的确认位之后。
因此，主器件发送的下一个字节是字地址，并且它将被写入带24LC04B/08B的地址指针。
基于AT89S52单片机的通用动态扫描显示接口的设计
０ 引 言
１ ０ ０ ０ ０ 次以上 ：存储器数据保存 时间为 １ ０ 年以上 ； 宽工作 电压范围 ， Ｖ Ｃ Ｃ可为 ２ ． ７ Ｖ ～ ６ ． ５ Ｖ ： 全静态工作 ： 可从 Ｏ Ｈ ｚ ～ ２ ４ Ｍ Ｈ ｚ ； 程序存 储器具有 三级加密保护 ： １ ２ ８ 个字节（ ２ ５ ６ 字节１ 的内部 Ｒ Ａ Ｍ： ３ ２ 条可编程 Ｉ ／ Ｏ １ ＝ １ 线： 三个 ｌ ６ 位定时器肘 数器 ； 中断结构具有 ５ 级（ ６ 级） 中断源和两个优 先级 ： 可编程全双工串行通讯 ； 空闲维持低功耗和掉 电状态保 护存储数 据： 具有 Ｊ Ｔ Ａ Ｇ接 口． 可方便地在线编程或在系统编程 ， 因此有必要为
科技・ 探索・ 争鸣
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
基 于Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单 片 机的 通 用 动 态 扫 描 显示 接口 的 设 计
朱 伟 （ 江 汉大 学 数 学与计 算机 科 学学院 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ５ ６ ）
Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片Байду номын сангаас设计通用动态扫描显示接 口。
２１ Ｈ， ７ ＣＨ， ２ ０ Ｈ， ６ ０ Ｈ ， ＥＮＤ ，
１ 显 示 接 口总体 设 计
１ ． １ 动态扫描显示接 口硬件 的设计 动态扫描显示接 口是单 片机 中应用最为广泛 的一 种显示方式之 其接 口电路是把所有显示器的 ８ 个笔划段 一ｈ 同名端连在一起 ． 而每一个显示器的公共极 Ｃ Ｏ Ｍ是各 自独立地受 Ｉ ／ Ｏ线 控制 Ｃ Ｐ Ｕ向 字段输 出口送 出字形码时 ． 所有 显示器接收到相 同的字形 码 ． 但究竟 是那个显示 器亮 ． 则取决于 Ｃ Ｏ Ｍ端 ． 而这一端是 由 Ｉ ， ０控制 的 ， 所 以 我们就可以 自行决定何时显示哪一位了 而所谓动态扫描就是指我们 采用分时的方法 ． 轮流控制各个显示器的 Ｃ Ｏ Ｍ端． 使各个显示器轮流 点亮 在轮流点亮 扫描过程 中． 每位显示器 的点亮时间是极为短暂 的 （ 约ｌ ｍ ｓ ） ． 但 由于人 的视 觉暂留现象及发光二极管 的余 辉效应 ， 尽管 实际上各位显示器并非 同时点亮 ． 但 只要 扫描的速度足 够快 ． 给人的 印象就是一组稳定 的显示数据 ． 不会有闪烁感 由８ ９ Ｓ ５ ２的 Ｐ Ｏ口能灌 入较大的电流 ． 所以我们采用共 阳的数码管 ． 并且不用限流 电阻 ． 而只 是用两 只 １ Ｎ ４ ０ ０ ４进行降压 后给数码管供 电 ． 这里仅 用 了两 只 ． 实际 上还可以扩充。它们 的公共端则由 Ｐ Ｎ Ｐ型三极管 ８ ５ ５ ０控制 ． 显然 ． 如 果８ ５ ５ ０导通 ． 则 相应 的数码管就可以亮 ． 而如果 ８ ５ ５ ０截止 ． 则对应的 数码管就不可能亮 ． ８ ５ ５ ０ 是由Ｐ ２ ． ７ ． Ｐ ２ ． ６ 控制的 这样我们就可 以通 过控制 Ｐ ２ ７ 、 Ｐ ２ ６ 达到控制某个数码 管亮或灭的 目的 １ － ２ 动态扫描显示接 口软件的程序设计 软件设计的程序流程是 ： 关闭显示 器一取得显示缓冲区首地址一 加计数值—查字型码送段 口一判断计数器是否为零７ 一不 为零显示第 二位 ， 为零显示第一位一计数器加一一计数器是否为二？ 一不是返 回． 是则计数器清零一返 回 下面的这个程序代码 ． 就是用于七段数码管
单片机AT89S52并行输入输出口
特殊功能寄存器P0－P3：P0、P1、P2、P3等四个8位 I/O 口 分 别 由 名 为 P0 、 P1 、 P2 、 P3 四 个 SFR 代 表 ， SFR地址为80H、90H、0A0H、0B0H。
34 <
外部程序存储器扩展
35 <
扩展芯片
EPROM: 2764 27128 27256 27512等 锁存器：从AD0~AD7中分离出A0~A7
373：8D锁存器 374：8D触发器（带三态） 273：8D触发器（带清除）
36 <
373 273和374
37 <
扩展8K字节程序存储器的连线图
P1.6
1
P1.7
1
VCC 10Kx8
第4行送出0,其余3行送 出1, 读入4列, 若读入的 4位不均为1, 则表示有键 按下, 这一行的4个按键 对应的扫描码分别是: 0xe7 0xd7 0xb7 0x77
60 <
编程实现逐行扫描法
#include <reg51.h>
//要用到sfr: P1
#define ucha器各位电平的反映，而总线则 是连接存储器和端口的公共通道。
I/O口编址技术： 1. I/O端口与存储器统一编址； 2. I/O端口独立编址.
I/O数据传送的控制方式： 1. 无条件； 2. 条件； 3. 中断； 4. DMA.
2 <<
6.2 AT89S52 I/O口结构和功能
单片机AT89S52串行接口
数据转换为串行数据或将串行数据转换为并行数据。
串行接口在远程控制中的应用
远程控制
单片机AT89S52的串行接口可以用于实现远程控制功能，如通过 串行通信实现对设备的开关控制、参数设置等操作。
指令发送
控制中心通过串行接口向单片机发送控制指令，单片机接收到指令 后执行相应的操作。
状态反馈
单片机可以将设备的状态信息通过串行接口发送回控制中心，以便 控制中心了解设备的运行状态。
串行通信的优缺点
优点
线路简单，使用方便，成本低，适用 于远距离通信。
缺点
需要同步时钟信号，传输速度相对较 慢。
03
单片机AT89S52的串行接口
AT89S52的串行接口概述
01
02
03
串行通信接口
AT89S52单片机内置一个 全双工的串行通信接口， 支持异步和同步通信模式。
通信协议
该接口遵循RS-232标准， 支持数据传输速率为 2400bit/s、4800bit/s、 9600bit/s等。
04
串行接口的应用实例
串行接口在数据传输中的应用
数据传输
01
单片机AT89S52的串行接口可以用于数据的串行传输，如将数
据从单片机发送到其他设备或从其他设备接收数据。
通信协议
02
为了实现数据的正确传输，需要制定相应的通信协议，包括数
据的格式、波特率、校验方式等。
数据转换
03
在数据传输过程中，可能需要进行数据格式的转换，如将并行
05
总结与展望
单片机AT89S52串行接口的优势与局限性
高效的数据传输
AT89S52单片机具有高速的串行接口，可以实现快速的数据传输，满足实时性 要求高的应用场景。
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AT89S52单片机与CF卡的接口设计
1 前言
随着计算机应用技术的飞速发展,移动存储设备得到了广泛的应用。
其中CF(Compact Flash)卡以其价格低廉、体积小、存储容量大、高速等优点在众多移动存储设备中被广泛地应用于数码相机、PDA和笔记本电脑等当前十分热门的消费类电子产品中。
并且CF卡在其他领域中也得到了广泛的应用。
本文所述内容就是通过8051单片机对CF卡进行读写。
2.CF卡的操作方式
CF卡的操作方式与计算机的硬盘操作方式类似,其扇区的寻址也有两种方式：物理寻址(CHS)和逻辑寻址(LBA),物理寻址使用柱面、磁头和扇区号表示一个特定的扇区,起始扇区是0道、0头、1区,接下来是2区等等,逻辑寻址将整个CF卡统一寻址。
逻辑块寻址和物理寻址的关系为：
LBA地址=(柱面号×磁头数+磁头号)×扇区数+扇区数一1
在实际使用过程中,用LBA地址进行寻址,可以大大简化编程的工作量,避免柱面、磁头和扇区之间的换算和切换,并且可以突破CHS对大容量的无法寻址的限制。
3.CF卡的文件管理
CF卡的文件管理系统和硬盘的文件管理是一样的,他将CF卡的存储空间分为五个部分：主引导记录扇区(MBR)、DOS引导区(DBR)、文件分配表(FAT)、文件目录表(FDT)和数据。
主引导记录扇区(MBR)
主引导记录扇区(MBR)在0柱面、0磁头、1扇区。
主引导记录记录磁盘最重要的结构信息。
主引导记录是硬磁盘作分区时建立的(Fdisk)。
主引导记录包括一小段执行代码(主引导代码)、磁盘特征和硬盘分区表。
主引导记录结束的两个字节必须是引导自举标记0x55AA。
磁盘特征位于0x01B8, 指定磁盘操作系统。
DOS引导区(DBR)
DOS引导区(DBR)的起始扇区在0柱面、1磁头、1扇区,磁盘的逻辑0扇区都称为DOS 引导扇区,又称为BOOT区。
它由以下5个部分组成：
跳转指令,占用3个字节的跳转指令将跳至引导代码,其内容随DOS版本变化。
厂商标识和DOS版本号。
该部分总共占用8个字节,其内容随DOS版本而不同。
BPB（BIOS Paramenter Block, BIOS参数块）。
BPB从第12字节起占用19个字节。
DOS引导程序。
DOS引导程序既是占用480字节的BOOT代码,负责完成DOS的3个系统文件的装入工作。
这部分内容随DOS版本不同而变化。
结束标志字,结束标志占用2个字节,其值为AA55。
BPB表中所记录的有关参数,能帮助编程者确定磁盘的容量大小、文件分配表FAT的位置和大小、文件目录表FDT的位置和大小。
因此以FAT32分区格式为例讨论BPB表的结构。
偏移量为0BH、0CH记录每个扇区的字节数,0DH记录每簇扇区数。
0EH、OFH记录保留扇区数,10H记录FAT表的数目,15H磁盘介质描述符,18H每个磁道的扇区数,24H每个FAT表的扇区数,2CH～2FH根目录起始号。
文件分配表(FATl)
文件分配表FAT(File Allocation Tabel)是文件管理系统用来给每个文件分配磁盘物理空间的表格,它告诉操作系统,文件存放在磁盘什么地方。
文件分配表(FAT)有表标识和簇映射(旧称表目)的集合组成。
一个完全相同的镜像副本连续存储在主FAT 表后。
表标识符包括磁盘介质描述符( 1 字节)和填充字节, 总计占两个簇的簇映射区域(这大概也就是FAT 文件系统簇号由2开始的原因), 填充字节一般为FF,FAT32 的填充字节中还包含"脏位", 即系统启动时执行磁盘检查(FAT-ChkDsk/NTFS-AutoChk)。
FAT 簇映射中, 0000 表示空簇, FFFF 表示簇链结束, FFF7 表示坏簇, 其余值表示其后续簇的簇号。
FAT12 和FAT32 的存储策略同FAT16 类似, 例如FAT12的结束簇为FFF, FAT32 的坏簇为0FFFFFF7 等(注意FAT32 的高4 位保留)。
文件分配表(FAT2)是FAT1的完全备份。
文件目录表(FDT) 在文件目录表中,每个文件占32个字节（用PC-TOOLS或DEBUB读出时占两行）,各个字节的含义是这样的：0-7 字节：文件名;8-10 字节：扩展名;11 字节,表示文件属性;12-21 共10个字节为保留字段,没有使用;22-23 为建立文件的时间;24-25 为建立文件的日期;26-27 为文件占用的第一个簇号,即起始簇;28-31 共4个字节为此文件的长度。
3.AT89S52与CF卡的接口设计
CF卡有3种工作模式可供选择：I／0模式、存储器模式和IDE模式。
CF卡的默认模式是存储器模式,使用也最为普遍。
如果使用存储器模式则不需要配置任何寄存器。
每一种模式的电路连接各不相同。
在I／0模式和存储器模式下,可以采用8位的访问方式,也可以采用16位的访问方式。
本文所采用的是8位的存储器模式,其接口电路原理图如图1所示。
图1 电路原理图
AT89S52的P0口就为数据线连接CF的DO—D7,CF卡的A0－A10为地址线,P3．6、P3．7分别为读(RD)、写(WE)线。
由于AT89S52是8位的单片机,所以对CF卡的访问采用8位的方式较为方便。
通过把-CE2设为‘1’即可通过访问CF卡的D0--D7来存取数据。
而- CEl可以作为CF卡的片选信号,通过设-CEl为‘0’来选通CF卡,即-CEl接AT89S52的P2.6来线选CF卡。
当REG 为‘0’时,访问CF卡的属性寄存器;REG为‘1’时,CF卡在存储器模式下对数据进行读写操作。
RDY/BSY为CF卡状态引脚,当为“0”时,CF卡忙,为“1”时可以对CF卡操作。
原理图如图所示：
限于篇幅只将写一个扇区代码编写（读扇区代码基本与此相同）如下：写一个扇区
4．结束语
本设计的接口电路,阐述了CF卡的读写方法,并采用了通用的MCS-51系列单片机为系统控制器,可移植性好。
根据此电路可应用于其他单片机对CF卡进行读写,采用CF卡作为存储介质,容量大,体积小,价格低廉,可应用于MP3播放器,数码相机,移动存储等各个领域,本试验在线路板上调试通过,并配合计算机串口对CF卡进行读写操作,并可对CF卡进行数据恢复。