SD卡在FD-3025A物探仪中应用.pdfVIP

江西核科技 第十届全国“三核”论坛文选 SD卡在FD．3025A物探仪中的应用 蔡飞添 (中核抚州金安铀业有限公司邹家山铀矿，江西抚州344301) 摘要针对当前FD．3025A物探仪在实际应用过程中经常出现的故障，提出用SD卡实现物探数据记录的方案，并给出 Module文件系统。 了SD卡与ATmgegal28单片机的硬件接口设计与软件设计，以及移植FatFs 关键词SD卡；FD-3025A；物探仪：Atmgegal28单片机；FatFs FD．3025A物探仪器在铀矿山中的物探跟班、编录等工作中是非常适用的。它能快速检测出矿石的 品位，但是由于它的数据存储不尽理想，它使用的是传统意义上按地址、按字节读写存储媒介。我们在 实际应用中系统经常出现故障。有时在编录了几百个数据后出现“存储故障”，此时数据就全部丢失，甚 至连同参数都会丢失；有时纽扣电池没电了，数据也会丢失，这些故障都将严重影响我们的工作。同时， 当前的资料都趋向于电子版化，目前的物探仪提取数据也不方便，因此解决这些问题的一种比较好的方 法是设计一种安全、可靠、便携的存储介质来保存物探仪的数据。 SD(SecureDigitalMemo巧Card)卡在现在的日常生活与工作中使用非常广泛，时下已经成为最为通 用的数据存储卡。在诸如MP3、数码相机等设备上也都采用SD卡作为其存储设备。SD卡之所以得到 如此广泛的使用，是因为它是一种基于Flash的新一代存储器，具有价格低廉、体积小、容量大、数据 传输快、移动灵活、安全性能好等优点。鉴于此，我们设计以SD卡作为存储载体，用于记录物探数据。 1硬件电路设计 SD卡的接口可以支持两种操作模式：SD模式和SPI模式。主机系统可以选择其中任一模式。SD 卡模式允许4线的高速数据传输，传输速率高，但是大部分8位单片机无此接口，使用软件模拟协议复 模式的优势在于可以使用标准主机，从而把外设减少到最低。SPI模式相对于SD模式的缺点是损失了 传输速度：但是目前的微处理器的处理速度越来越高，利用SPI模式大都能满足工程需要。 8位单片机， 此次设计，选择ATmegal28作为主处理器芯片，ATmegal28是高性能、低功耗的AVR 具有4KB的RAM、128KB的ROM。利用它的串行外设接口SPI与SD卡之间进行高速同步数据传输。 1．1 ATMEGAl28的SPI接口简介及基本数据传输 SPI全称为“Series Interface”，意为“串行外设接 Peripheral 口”。最早是Motorola公司提出的一种全双工、3线同步数据传 输的串行总线接口，允许CPU与各种外围接口器件以串行方式 进行通信、交换信息。它使用4条线：串行时钟线(scx)、主机输 入／从机输出线Ovnso)、主机输出／从机输入线(MOSI)、低电平有 效的使能信号线(ss)。 SPI系统包括两个移位寄存器和一个主机时钟发生器。主机 通过将需要的从机的SS引脚拉低，启动一次通讯过程。主机和 从机将需要发送的数据放入相应的移位寄存器中。主机在SCK 引脚上产生时钟脉冲以交换数据。主机的数据从主机的MOSI 移出，从从机的MOSI移入；从机的数据从从机的MISO移出， 从主机的MISO移入。主机通过将从机的SS引脚拉高实现与从 机的同步。SPI接口发送和接收单个字节的流程如图1所示。 值得注意的是，因为发送和接收是同时进行的，所以发送 和接收数据使用同一个函数。在发送数据时，并不关心函数的 返回值；在接收数据时，可以发送并无实际意义的字节(如0】【FF) 作为函数的参数。 2SPI模式下的ATMEGAl28单片机与SD卡的接口电路 147 表1 SD卡SPI模式引脚定义 引脚序号 引脚标示 引脚功能描述 l CS