当前位置:首页 > 单片机 > 单片机
[导读]摘要:MultiMediaCard是Sandisc公司推出的大容量串行Flash存储卡,外形尺寸为32mm×24mm×1.4mm,质量小于2g,7针引脚,便于开发设计小型的移动数码设备。本文重点介绍此类存储器与PIC单片机的接

摘要:MultiMediaCard是Sandisc公司推出的大容量串行Flash存储卡,外形尺寸为32mm×24mm×1.4mm,质量小于2g,7针引脚,便于开发设计小型的移动数码设备。本文重点介绍此类存储器与PIC单片机的接口,给出实际的电路设计和软件代码示例。

1 概述

Sandisc公司推出的大大容量串行Flash存储器产品——MultiMediaCard(MMC),通常叫作多媒体卡。它的体积比SmartMedia还要小,不怕冲击,可反复读写记录30万次,驱动电压2.7~3.6V,可变时钟频率范围为0~20MHz,目前常见的容量为64MB/128MB。ATP Electrionics公司已经率先推出了1GB的高容量MMC。除了体积小、寿命长、容量大等特性外,还具备存储区纠错能力;低功耗;5ms内没有接收到命令字后,自动转入休眠状态;支持热插拔等优点。MMC可以格式化为FAT文件系统,便于上位机读写。

2 MMC简介

2.1 引脚排列及功能

根据存储容量的不同,MMC有SMDB和SDMJ两种构成技术。SMDB即二进制NAND技术(Binary NAND),16MB和32MB容量的MMC卡采用此技术。目前常用的64MB和128MB的MMC采用SDMJ,即MLC(Multi Level Cell)NAND技术。各容量的MMC卡,其外形尺寸及引脚排列相同,如图1所示。

MMC读写接口可以在MMC和SPI两种通信 协议下工作。MMC是由MMCA协会开发的高性能三线制通信协议,即CMD、CLK、DAT线,最大可寻址64000张MMC卡,单个物理地址可叠放30张卡,支持顺序读写及单/多数据块读写操作,是MMC卡默认的通信协议。SPI协议为可选协议,工作效率不及MMC协议;但SPI协议简单易用,兼容性好,便于和单片机连接使用。本设计采用SPI通信协议,下文将详细介绍。

    2.2 内部逻辑结构

MMC卡的内部逻辑结构可分为四部分:MMC/SPI接口、单芯片控制器、数据闪存模块、控制线和数据线。MMC/SPI接口实现与主控制器的通信。单芯片控制器完成接口协议、数据存储检索、纠错码算法、故障诊断处理、电源管理和时钟控制功能。数据内存模块可以实现整个存储空间内的单字节访剩??皇羌虻サ淖终罅校??潜环殖闪硕嘀纸峁埂?12个字节构成1个扇区(sector)。根据MMC卡容量的不同,16或32个扇区构成1个擦除族(erase group)。32个擦除族构成1个写保护族(write protect group)。此设计使MMC操作灵活,使用方便。控制线和数据线实现数据存储区的访问,其内部逻辑结构如图2所示。

3 MMC/SPI通信协议

MMC卡上电后,默认进入MMC模式。如果转入SPI模式下工作,需进行模式切换。SPI模式设定流程如图3所示。

如需从SPI模式转入MMC模式,只能切断电源,重新上电,进入默认MMC模式。从实际应用角度出发,SPI模式设计简单,操作方便,但数据传输速率逊于MMC模式。基于设计要求,笔者采用了SPI通信协议。

4 存储器读写接口

4.1 SPI接口及操作模式

SPI接口是一种通用同步串行接口总线,字长为8位,用来与外部设备进行通信。SPI接口利用CLK、DataIn和DataOut三根线进行数据的读写。其中,CLK为时钟信号,有外部控制器提供;Datain和DataOut为数据输入和输出线。CS是MMC片选信号线,在整个SPI操作过程中,必须保持低电平有效信号。

SPI接口共有四种操作模式,分别为0、1、2和3。SPI操作模式决定了设备接收和发送数据时的时钟相位和极性,即决定了时钟信号的上升和下降沿与数据流动方向之间的关系,如图4所示。本设计采用模式3。

4.2 MMC卡命令及答复信号

所有MMC卡命令字长度均为6个字节,传输从高位开始,且包含一个CRC校验字。

命令字索引采用二进制编码。比如CMD0的索引位是000000,CMD39的索引位是100111。MMC卡命令字分为10个命令组,每组由多个命令字组成,完成MMC卡功能设定。SPI模式下的Sandisc MMC卡支持其中的6个命令组,可实现基本设定、数据块读、数据块写、擦除、写保护、MMC卡锁定功能。

MMC卡有多种应答信号格式,传输从高位开始。SPI模式下,存在5种应答信号格式,分别为R1、R2、R3、Busy、R1b。

接收到每个命令后,MMC卡都发送一个格式为R1的应答信号,卡状态查询命令字CMD13除外。此应答信号占1字节,最高位为0,低7位为错误标志。若某位为1,表示存在相应错误。

Busy应答信号长度为多个字节。各位都为0,表示卡正忙。存在非零位表明卡已经准备好接收下一命令。

R2格式应答信号长度为2字节,用于答复卡状态查询命令字CMD13。首字节格式同R1,第2个字节表示的错误类型。

R3格式应答信号长度为5字节,答复卡内OCR豁口读命令CMD58。首字节格式同R1,其余4字节为OCR豁口内容。

R1b格式应答信号包括两部分,R1格式部分和Busy格式可选附加部分。

4.3 MMC在SPI模式下的传输时序

MMC在SPI协议下读写时序如图5所示。主控制器发送读/写命令,当收到OUT传输互上正确的应答信号后,OUT/IN传输线开始读/写操作。

5 MMC卡与单片机接口实例

5.1 硬件电路设计

图6为笔者采用Sandisc公司容量为32MB的MMC卡
设计的便携式数据采集系统的一部分。单片机采用美国Microchip公司推出的PIC16F73B。单片机的工作频率为4MHZ,采用Port C的硬件SPI接口进行MMC卡的读写操作。

5.2 软件设计

访问MMC卡存储单元前,需要设定访问块长度。默认长度为512字节。本设计是通过写缓存芯片FM24CL64,达到512字节后转入主存MMC的(硬件电路图应作相应的修改),所以读写长度不再设定。MMC格式化为FAT文件系统的结构后,数据以文件的形式为上位机所读取。

MMC接口部分软件设计流程如图7所示。

5.3 MMC卡SPI初始化与写子程序

因为MMC可以在两种协议下工作,且默认为MMC操作模式,所以必须经过初始化才能在SPI模式下工作。初始化和写子程序代码见www.dpj.com.cn。
 

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭