隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，移動存儲設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。其中cf(compact flash)卡誕生于1994年，是最早推出的閃存卡，在眾多產(chǎn)品中其普及率也最高。由于cf卡具有價格低廉、體積小、存儲容量大、高速等特點，因此被廣泛地應(yīng)用于數(shù)碼相機、pda和筆記本電腦等當(dāng)前十分熱門的消費類電子產(chǎn)品中。cf卡在其他領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。如本文所述內(nèi)容就是將cf卡應(yīng)用于動態(tài)腦電圖系統(tǒng)中存儲腦電信號。

    由于cf卡中存儲的腦電圖信號要能夠從pc機上讀取出來，所以必須把腦電圖信號以相應(yīng)的文件格式存儲。下面將介紹采用c8051f020微控制器控制cf卡的文件存儲，并詳細地介紹其軟、硬件的設(shè)計。

    1 c8051f020與cf卡的接口電路

    c8051f020是完全集成的混合信號系統(tǒng)級mcu芯片，使用了cygnal專利的高速、流水線結(jié)構(gòu)以及與mcs-51指令集完全兼容的cip-51微處理器內(nèi)核，具有64條數(shù)字i／o引腳，片內(nèi)有64kb可在系統(tǒng)編程的flash存儲器，有4 352b的片內(nèi)ram，片內(nèi)有看門狗定時器、vdd監(jiān)視器和溫度傳感器等；片內(nèi)的jtag調(diào)試電路允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品mcu進行非侵入式、全速、在系統(tǒng)調(diào)試；其mcu都可在工業(yè)溫度范圍(-45℃-+85℃)內(nèi)用2．7~3．6v的電壓工作；端口i／o、rst和jtag引腳都兼容5v的輸入信號電壓。c8051f020其他功能可參考文獻。

    cf卡有3種工作模式可供選擇：i／o模式、存儲器模式和ide模式。cf卡的默認模式是存儲器模式，使用也最為普遍。如果使用存儲器模式則不需要配置任何寄存器。每一種模式的電路連接各不相同。在i／o模式和存儲器模式下，可以采用8位的訪問方式，也可以采用16位的訪問方式。本文所采用的是8位的存儲器模式，其接口電路如圖1所示。

    c8051f020的外部數(shù)據(jù)存儲器接口(emif)可用于訪問片外存儲器和存儲器映射的i／o器件。若設(shè)置emif的配置寄存器emiocf的prtsel位為'1'，可使emif位于端口7、6、5、4；設(shè)置emd2位為'1'，可使emif工作于非復(fù)用方式；設(shè)置emdl～0為'01'，可使emif工作于不帶塊選擇的分片方式。這樣p7口就為數(shù)據(jù)線d0~d7，p6口為a0~a7，p5口為a8~a15，p4．6、p4．7分別為讀(rd)、寫(we)線。

    由于c8051f020是8位的單片機，所以對cf卡的訪問采用8位的方式較為方便。通過把-ce2設(shè)為'1'即可通過訪問cf卡的d0~d7來存取數(shù)據(jù)。而-cel可以作為cf卡的片選信號，通過設(shè)-cel為'0'來選通cf卡，即-cel接c8051f020的高位地址p5．7來線選cf卡。當(dāng)cf卡插入其插座時，cdl和cd2都連接到地(cnd)；c8051f020的p1．1、p1．2分別連到cdl和cd2，并可以通過檢測p1．1和p1．2來判斷cf卡是否插入cf卡插座。cf卡工作于存儲器模式下，-oe和-we分別接c8051f020的讀(p1．6)、寫(p1．7)線。當(dāng)reg為'0'時，訪問cf卡的屬性寄存器；reg為'1'時，cf卡在存儲器模式下對數(shù)據(jù)進行讀寫操作。

    2 c8051f020對cf卡的數(shù)據(jù)讀寫

    圖1所示電路的cf卡在存儲器模式下有關(guān)數(shù)據(jù)讀寫的一些寄存器地址如表1所示。

    cf卡1個扇區(qū)為512b，這些數(shù)據(jù)都是從表1中的第0個寄存器中讀出，而且每次讀寫數(shù)據(jù)最小為1個扇區(qū)，但也可以設(shè)置從第2個寄存器中讀出，1次讀寫幾個扇區(qū)。

    c8051f020對cf卡讀扇區(qū)數(shù)據(jù)的過程是：首先讀取第7個寄存器的狀態(tài)字，如果為50h表示沒有錯誤，并且cf卡已經(jīng)準(zhǔn)備好；然后再分別向第2、3、4、5、6個寄存器寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)指定需要讀寫的扇區(qū)；最后向第7個寄存器寫20h或21h，讀取狀態(tài)字為58h后讀取數(shù)據(jù)，其流程如圖2所示。

    c8051f020對cf卡向指定扇區(qū)寫數(shù)據(jù)的命令是30h或31h，其操作亦與讀數(shù)據(jù)相似，只不過在寫入數(shù)據(jù)后要等到cf卡中數(shù)據(jù)穩(wěn)定并進入空閑狀態(tài)才能結(jié)束這一過程。