本地大数据量存储系统

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1、 毕业设计（论文）题 目 本地大数据量存储系统英文题 Local Great Data Memory System 学生姓名 专 业 自动化班 级 指导教师 二零零六年 六月毕业设计（论文） 摘要 摘要本研究的目的是设计一个具有大容量的本地存储系统，容量大于64MB以上，可以实现热插拔，要求通信引脚少，功耗低，使用方便，类似于常用的U盘，便于携带。本设计采用MSP430F149单片机作为核心芯片，配以SMARTMEDIA卡作为存储卡，电源电路部分用TPS76033芯片，复位电路部分使用MAX809STR芯片。将单片机，存储卡，复位电路，电源电路构成一个完整的系统，这就是该设计的硬件部分。软件部

2、分使用分时复用技术巧妙地分配存储阵列的地址，这样就解决了读，写，擦除时遇到的I/O输入输出端口不够用的问题。经过研究，使用以上硬件完全可以达到本地存储大数据量的目的，并且有功好耗低，体积小，处理速度快等诸多优点。该设计使得存储数据的方式变的灵活多样，解决了一般方法扩充方法所达不到的海量存储的效果。该设备可以应用在多方面，提高了人民的生活质量。关键词MPS430F149单片机；SMARTMEDIA卡；存储阵列I1Abstract This research goal is designs one to have the large capacity local memory system, th

3、e capacity is bigger than above 64MB, may realize inserts hotly pulls out, the request correspondence pin are few, the power loss is low, the easy to operate, is similar to the commonly used U plate, is advantageous for carries. This design uses MSP430F149 monolithic integrated circuit to take the c

4、ore chip, matches by the SMARTMEDIA card took the memory card, the power circuit part with TPS76033 chip, repositions the electric circuit part to use MAX809STR chip. The monolithic integrated circuit, the memory card, repositions the electric circuit, the power circuit constitutes a complete system

5、, this is this design hardware part. The software part use time sharing multiplying technology assigns the memory array ingeniously the address, like this solved read, writes, when cleaning met I/O input the output port insufficient question. After the research, uses above hardware definitely to be

6、possible to achieve local saves the great data quantity the goal, and actives consumes lowly, the volume is small, processing speed quick and so on many merits. This design causes the stored datum the way to change nimble diverse, has solved the mass memory effect which the general method expansion

7、method could not achieve. This equipment may apply in variously, improved peoples quality of life.Key wordsMPS430F149 monolithic integrated circuit; SMARTMEDIA card; Memory arrayIV毕业设计（论文） 目录 目录1 绪论.12 整体硬件模块.23 硬件介绍.3 3.1 系统描述.3 3.2 MSP430F149单片机相关论述.3 3.2.1 概述.3 3.2.2 MSP430F149单片机的引脚及功能53.2.3 MSP

8、430149的端口.83.3 SMARTMEDIA卡相关论述113.3.1 SMARTMEDIA 管脚定义123.3.2 SMARTMEDIA的存储阵列的组织方式133.3.3 SMARTMEDIA卡的操作模式143.3.4 SMARTMEDIA卡的操作命令163.3.5 读操作163.3.6写操作173.3.7 擦除操作183.3.8电源电路193.3.9 复位电路.203.3.10硬件图214 软件设计.224.1 控制线模拟.224.1.1 端口初始化224.1.2 ALE控制线的模拟.224.1.3 CLE控制线的模拟.23 4.1.4 WE控制线的模拟.234.1.5 RE控制线的模

9、拟.244.1.6 CE控制线的模拟.244.2 读操作.254.3 写操作284.4 擦除操作31结论.33致谢.34参考文献.35附录.36毕业设计（论文） 绪论 1 绪论单片机的应用面十分广泛，它具有很多优点，但是，当遇到需要存储大量数据的时候，片内存储器就显得微乎其微了。扩展片外存储器有许多种方法，例如，硬盘，光盘，网络，U盘。为什么本次设计要做的是类似于U盘的smartmedia存储卡呢？smartmedia存储卡的好处不言而喻，首先，它的存储量不小，大于等于64MB，和存储量相比较而言，体积却很小，只是一块小小的芯片，可以嵌入任何办公娱乐设备中。其次，SMARTMEDIA卡与一般芯

10、片在封装有所不同的是该卡不是采用管脚形式，而是采用金手指的形式，采用这样的形式使SMARTMEDIA卡在实际应用中能够非常方便地插拔，从而提高系统使用的灵活性。另外，SMARTMEDIA卡的功耗低，解决了户外使用频繁更换电池的麻烦。说了SMARTMEDIA卡的这么多好处，那为什么硬盘，光盘，网络不行呢？硬盘具有存储量大的明显优势，但是它不能热插拔，同时体积太大，又需要经常更换电池。光盘即使是可擦除式的也不方便，网络呢，存储量是可以无限扩充，但是存储的数据有可能被盗取或丢失。1毕业设计（论文） 整体硬件模块 2 整体硬件模块 整个系统采用MSP430F149单片机进行控制，配以SMARTMEDI

11、A卡进行存储，电源电路部分采用TPS70633芯片，复位电路部分采用 MSP430F149芯片。把电源电路输出的3.3伏电压送到整个系统中所有需要供电的部分。复位电路中RST的输出端与MSP430F149单片机的复位信号输入端相连。MSP430F149单片机的控制线和I/O输入输出端口与SMARTMEDIA卡相连。硬件整体模块如下所示。整个系统中MSP430F149与SMARTMEDIA卡的关系是最重要的，读，写，擦除，操作就发生在这里。MAX809STRTps70633MSP430F149I/O0I/O7CLECEWEREALESMARTMEDIA卡（K9S1208V0M） RSTGTAJI

12、II毕业设计（论文） 硬件介绍 3 硬件介绍毕业设计（论文） 硬件介绍 3.1 系统描述 在一些数据采集系统中，即需要将数据传送到相应的服务器，也需要将数据进行本地存储，进行本地存储的好处是可以将得到的数据进行本地再处理，也可以作为数据的备份。由于很多数据采集系统采集的数据量比较大，因此对系统的存储容量就有较高的要求，一般EPROM或者FLASHDE的容量达不到，而采用SMARTMEDIA卡就能很好解决问题。SMARTMEDIA卡具有以下特点：容量大。一般目前的SMARTMEDIA卡容量是64MB或者128MB，将来也许能达到更大的容量。处理灵活。SMARTMEDIA卡既可以通过单片机进行操作

13、（读，写，擦除），也可以使用第三方提供的单独的SMARTMEDIA读写器进行操作，给系统增加操作的灵活性，加上SMARTMEDIA是采用座子的形式，SMARTMEDIA可以实现热插拔进一步增加系统处理的灵活性。接口简单。SMARTMEIA卡采用的是地址线和数据线复用的方式，也就是通过往SMARTMEDIA卡发不同的命令来完成相应的操作，并且它的地址数据是通过发不同的字节数（不同的SMARTMEDIA卡有不同字节的地址数）来完成寻址操作的。这样SMARTMEDIA卡与单片机的接口非常简单，同时也满足相同的硬件系统支持不同的容量的SMARTMEDIA卡，而不必因为不同容量的SMARTMEDIA卡要

14、进行不同的硬件系统的设计。基于以上特点，采用SMARTMEDIA卡来作为存储介质。本设计介绍的大数据量本地存储系统选用三星公司的K9S1208V0M-SSB0来作为存储器，K9S1208V0M-SSB0是容量为64MB的SMARTMEDI，该系统的单片机采用MSP430F149，系统的设计主要针对大数据量采集存储的应用场合，也适合低功耗的应用场合。下面分别介绍系统的硬件设计和软件设计。3.2 MSP430F149单片机相关论述3.2.1 概述MSP430F149单片机是一种超低功耗的混合信号控制器，它根据不同的应用提供不同的具体型号的单片机，以满足不同用户的需求。它具有16位RSIC结构，CP

15、U中的16个寄存器和常数产生器使MSP430微控制器能达到最高的代码效率。单片机采用不同的时钟源工作可以使器件满足不同的功耗要求，适当选择时钟源，可以让器件的功耗达到最小，满足一些采用电池供电的系统。当器件处于低功耗的模式下，数字控制的振荡器（DCO）可以使器件从低功耗的模式下迅速唤醒，能够在少于6s的时间从低功耗模式转到激活模式。MSP430F149单片机具有丰富的外设，且功耗很低，有非常广阔的应用范围，它所属的MSP430F1XX系列主要有以下特点。 低电压，超低功好耗。MSP430F149单片机在1.8V-3.6V的电压，1MHz的时钟频率下运行，耗电电流在0.1A-400A之间，这个和

16、不同的工作模式有关。MSP430F149单片机有16个中断源，并且可以嵌套使用，使用中断请求将CPU从低功耗模式下唤醒只要6s的时间，这样就可以编写出时实时性很高的程序。根据具体的处理情况可以将CPU处于功耗模式，在需要的时候通过中断来唤醒CPU，从而实现系统的低功耗要求。 强大的处理功能。MSP430F149单片机为16位的RSIC结构，具有丰富的寻址方式，简洁的指令，大量的寄存器以及片内的数据存储器都可以参加多种运算，还有高效的查表方法，有较高的处理速度，在8MHz晶体下运算能力达到1MIPS（每秒钟运算100万条指令），是传统51单片机远远达不到的。这些特点使该系列单片机采用C语言开发仍

17、能有很高的效率，从而可以提高开发的周期，也可以实现程序的可移植性。 系统工作稳定MSP430F149单片机在上电复位后，首先由DCOCLK启动CPU，保证程序从正确的位置开始执行，同时也保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。在完成上述工作后软件可以设置特定的寄存器的控制位来确定最后的系统工作时钟频率。在CPU运行中，如果MCLK发生故障，DCO会自动启动，以保证系统正常工作，如果程序出错的话，可以通过设置看门狗来解决。在程序跑飞的时候，看门狗会出现溢出的情况这时看门狗产生复位信号，使系统重新启动，从而保证系统运行的稳定性。 丰富的外设资源。MSP430F149单片机根据不同的型号提供了不同的外

18、设资源，主要的外设资源有定时器，看门狗比较器，串口，硬件乘法器，ADC模块和丰富的端口资源，MSP430F149单片机的定时器具有捕获/比较功能，可以用于事件记数，时序产生，PWM波形产生等。看门狗可以在程序跑飞的时候重新启动系统，保证系统的稳定运行。比较器可以进行模拟电压的比较，与定时器结合使用可以设计成A/D转换器。串口资源可以实现多机通信。硬件乘法器增强了单片机的运算处理能力。集成ADC模块可以满足大多数的数据采集应用场合，这样也可以减小系统设计的复杂度，同时减小PCB版的面积。丰富的端口资源使单片机具有更加丰富的接口功能，并且该系列的某些单片机的某些端口还具有中断功能，进一步丰富了中断

19、资源，也更加有利于写多任务操作的程序。由于MSP430F149单片机有如此丰富的外设资源，这样就提供了更多的单片机解决方案。 方便的调试功能。由于目前的MSP430F149单片机一般是基于FLASH型的，这样单片机可以实现写入和擦除，加上MSP430F149单片机提供了JTAG口，这样单片机就能实现很好的在线调试仿真功能。通过集成的IDE开发环境，使用户很容易调试程序。开发工具能很好支持C语言开发，这样能缩短程序开发的时间，也保证程序的可移植性。 代码保护功能。虽然MSP430F149单片机基本上是FLASH型的，但该系列单片机具有代码保护功能，通过使用代码保护技术，就可以防止程序被读出来进行

20、拷贝，从而起到保护知识产权的作用。MSP430F149单片机本身具有的特点如下。 具有很低的供电电压。单片机的供电电压最低可以低到1.8V，单片机的供电电压范围是1.8V-3.6V。 超低的功耗。这是目前其它单片机没有的特色。它在休眠的条件下工作的电流只有0.8A就是在2.2V,1MHz条件下工作的电流只有280a。 快速的唤醒时间。从休眠的方式唤醒只需要6s。 快速的指令执行时间。它采用的是16位的RISC结构，指令的执行时间只需要150ns，是传统单片机不能比拟的。 片内有12位的A/D转换器，片内提供参考电压。A/D转换器具有采样保持和自动扫描的特点。 16位的定时器Timer_B带有7

21、个捕获/比较寄存器。 片内提供温度传感器 具有灵活的时钟设置。主要有以下几种方式：32MHz的晶体方式，高频率晶体方式，谐振器方式和外部时钟源方式。这样可以根据功耗要求和速度要求进行灵活的时钟设置。 16位的定时器Timer_A带有3个捕获/比较寄存器. 片内提供模拟信号比较器。 串口通信模块：USART0，USART1。两个串口都可以通过软件选择设置成UART方或者SPI方式，由于该系列单片机提供了两个串口，因此能为用户进行多机通信设计提供方便。 片内提供较多的存储器，MSP430F149提供的片内FLASH为60KB，同时片内还提供较多的RAM，以便进行运算处理。 提供P1.0-P6.0供

22、6个数据端口，能为用户提供更多的处理功能。在提供的外围数据端口中，有两个断口具有中断功能，这样能丰富系统的中断资源，也为实现多任务系统提供方便。 代码保护功能。单片机的安全熔丝能对程序的代码进行保护，从而可以对知识产权进行保护。 具有JTAG仿真调试接口，这样非常便于对软件的调试。3.2.2 MSP430F149单片机的引脚及功能下图为该系列单片机的管脚图。64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 491 48247346445543642MSP430F1497418409391038113712361335143415331617 18 19

23、20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32下面具体介绍单片机的各个管脚的功能，使对于硬件设计来说这是必须的而且也是非常重要的下图可以看出该系列单片机具有更多的端口，这样能使用户实现更为复杂的系统，同时也可以减少系统实现的复杂性。这样将许多的功能集成到一片芯片上，增加了系统的可靠性，同时也可以减小硬件的PCB板的尺寸。引脚并没有按数字顺序排列，而是按功能排列，这是便于读者掌握其功能。12. P1.0/TACLK: 通用数字I/O管脚/Timer_A,TACLK时钟输入信号13. P1.1/TA0: 通用数字I/O管脚/Timer_A，捕获：CCI0A输入，比较：

24、OUT0输出。14. P1.2/TA1: 通用数字I/O管脚/Timer_A捕获：CCI1A输入，比较：OUT1输出。15. P1.3/TA2: 通用数字I/O管脚/Timer_A捕获：CCI2A输入，比较：OUT2输出。16. P1.4/SMCLK：通用数字I/O管脚/SMCLK信号输出17. P1.5/TA0：通用数字I/O管脚/Timer_A，比较：OUT0输出。18. P1.6/TA1：通用数字I/O管脚/Timer_A，比较：OUT1输出19. P1.7/TA2: 通用数字I/O管脚/Timer_A，比较：OUT2输出20. P2.0/ACLK: 通用数字I/O管脚ACLK输出端21

25、. P2.1/TAINCLK: 通用数字I/O管脚/Timer_A，INCLK时钟信号22. P2.2/CAOUT/TA0: 通用数字I/O管脚/Timer_A，捕获CCI0B输入，比较：OUT0输出。23. P2.3/CA0/TA1: 通用数字I/O管脚/Timer_A，捕获CCI0B输入，比较：OUT1输出。24. P2.4/CA1/TA2: 通用数字I/O管脚/Timer_A，比较OUT2输出。25. P2.5/Rosc: 通用数字I/O管脚/作为外接电阻管脚，通过接一电阻来确定DCO的工作频率。26. P2.6/ADC12CLK: 通用数字I/O管脚/作为外接电阻管脚，通过接一电阻来确

26、定DCO的工作频率。27. P2.7/TA0: 通用数字I/O管脚/ Timer_A，比较：OUT0输出。28. P3.0/STE0: 通用数字I/O管脚/从传送使能：USART0/SPI模式。29. P3.1/SIMO0: 通用数字I/O管脚/USART0/SPI模式下的从输入或者主输出。30. P3.2/SOMI0: 通用数字I/O管脚/ USART0/SPI模式下的从输入或者主输入。31. P3.3/UCLK0: 通用数字I/O管脚/外部时钟输入-USART0/UART或SPI模式，时钟输出-USART0/SPI模式。32. P3.4/UTXD0: 通用数字I/O管脚/发送数据输出- U

27、SART0/SPI模式。33. P3.5/URXD0: 通用数字I/O管脚/发送数据输入- USART0/SPI模式。34. P3.6/UTXD1: 通用数字I/O管脚/发送数据输出- USART1/SPI模式。35. P3.7/URXD1: 通用数字I/O管脚/发送数据输入- USART1/SPI模式。36. P4.0/TB0: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI0A或者CCI0B输入，比较：OUT0输出37. P4.1/TB1: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI1A或者CCI1B输入，比较：OUT1输出38. P4.2/TB2: 通用数字I/O管脚/定

28、时器Timer_B,捕获CCI2A或者CCI2B输入，比较：OUT2输出39. P4.3/TB3: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI3A或者CCI3B输入，比较：OUT3输出40. P4.4/TB4: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI4A或者CCI4B输入，比较：OUT4输出41. P4.5/TB5: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI5A或者CCI5B输入，比较：OUT5输出42. P4.6/TB6: 通用数字I/O管脚/定时器Timer_B,捕获CCI6A或者CCI6B输入，比较：OUT6输出43. P4.7/TBCLK: 通用数字

29、I/O管脚/定时器Timer_B的输入时钟TBCLK44. P5.0/STE1: 通用数字I/O管脚/从输出使能：USART1/SPI模式。45. P5.1/STE1: 通用数字I/O管脚/USART1/SPI模式下的从输入或者主输出。46. P5.2/SIMO1: 通用数字I/O管脚/USART1/SP1模式下的从输出或者输入。47. P5.3/UCLK1: 通用数字I/O管脚/外部时钟输入-USART1/UART或SPI模式，时钟输出-USART1/SPI模式。48. P5.4/MCLK: 通用数字I/O管脚/主系统时钟MCLK输出49. P5.5/SMCLK: 通用数字I/O管脚/子系统

30、始终SMCLK输出。50. P5.6/ACLK: 通用数字I/O管脚/辅助时钟ACLK输出。51. P5.7/TboutH: 通用数字I/O管脚/切换所有的PWM数字.输出口为高阻抗-定时器B_3THB0-TB3.59. P6.0/A0: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道060. P6.1/A1: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道161. P6.2/A2: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道22. P6.3/A3: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道33. P6.4/A4: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道44. P6

31、.5/A5: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道55. P6.6/A6: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道66. P6.7/A7: 通用数字I/O管脚/12位的转换器的模拟输入通道71. DVcc:数字电源端64. AVcc:模拟电源端62. AVss: 模拟电源地63. DVss: 数字电源地7. VREF:A/D转换器内部基准电压的正输出端。8. XIN:晶体振荡器XT1的输入口9. XOUT/TCLK:晶体振荡器XT1的输出端/测试时钟输入端。10. VeREF:A/D转换器外部基准电压。11. VREF-/VeREF:A/D转换器内部基准电压或者外部基准电

32、压负端。53. XT2IN:晶体振荡器XT2的输入端。52. XT2OUT: 晶体振荡器XT2的输出端。58. RST/NMI:复位信号输入端/不可屏蔽中断输入端。57. TCK:测试时钟，用于器件编程和测试时的时钟输入端。56. TMS:测试方式选择，器件编程和测试输入端。55. TDI:测试数据输入端。54. TDO/TDI:测试数据输出端/编程时数据输入端。3.2.3 MSP430F149的端口MSP430149单片机最多有6个I/O口：P1-P6，每个端口有8个管脚。每个管脚都可以单独设置成输入或者输出方向，并且每个管脚都可以单独设置成中断，并且可以设置成上升沿或者下降沿触发中断。P1

33、口的所有管脚共用一个中断向量，同P2口的所有管脚也共用一个中断向量。MSP430149单片机的I/O口主要有以下特征： 每个I/O口可以独立编程设置。 每个输出可以任意结合使用。 P1口和P2口的中断功能可以单独设置。 有独立的输入输出寄存器。由于本设计只用到了单片机的P4，P5和P6口，所以下面着重介绍这三个端口。 MSP430F149的P4口P4口的每个管脚都可以设置成输入或者输出方向，并且可以实现任意的输入输出的组合。P4口的功能设置是主要设置P4DIR，P4IN，P4OUT和P4SEL共4个寄存器：P4DIR寄存器：该寄存器控制P4口的各个管脚方向。设置相应的位为1，则相应的管脚为输出

34、，如果设置相应的位为0，则相应的管脚为输入。P4DIR寄存器的位分配如下图所示。P4DIR.0P4DIR.1P4DIR.2P4DIR.3P4DIR.4P4DIR.5P4DIR.6P4DIR.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而实现对每个管脚的输入输出方向的控制。P4IN寄存器：P4口的输入寄存器。在输入的模式下，读取该寄存器的相应位来获得相应管脚上的数据。P4IN寄存器的位分配图如下图所示。P4IN.0P4IN.1P4IN.2P4IN.3P4IN.4P4IN.5P4IN.6P4IN.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而获得相应管脚上的输入数据或者管脚的状态。P4

35、OUT寄存器：P4口的输出寄存器。在输出模式下，如果该寄存器的相应位设为1时，则相应的管脚输出高电平，如果设置该寄存器的相应位置为0时，则相应的管脚输出为低电平，。P4OUT寄存器的位分配如下图所示。P4OUT.0P4OUT.1P4OUT.2P4OUT.3P4OUT.4P4OUT.5P4OUT.6P4OUT.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而在相应的管脚输出低电平或者高电平。P4SEL寄存器：P4口的功能选择寄存器。该寄存器主要是控制P4口的I/O管脚作为一般I/O口还是外围模块的功能端口。当该寄存器的相应位设置为1时，则相应的管脚为外围模块的功能管脚，当该寄存器的相应位设置

36、为0时，相应的管脚为一般I/O管脚。P4SEL寄存器的位分配如如下图所示。P4SEL.0P4SEL.1P4SEL.2P4SEL.3P4SEL.4P4SEL.5P4SEL.6P4SEL.7 MSP530F149的P5口P5口的每个管脚都可以设置成输入或者输出方向，并且可以实现任意的输入输出的组合。P5口的功能设置是主要设置P5DIR，P5IN，P5OUT和P5SEL共4个寄存器：P5DIR寄存器：该寄存器控制P5口的各个管脚方向。设置相应的位为1，则相应的管脚为输出，如果设置相应的位为0，则相应的管脚为输入。P5DIR寄存器的位分配如下图所示。P5DIR.3P5DIR.7P5DIR.0P5DIR

37、.1P5DIR.2P5DIR.4P5DIR.5P5DIR.6由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而实现对每个管脚的输入输出方向的控制。P5IN寄存器：P5口的输入寄存器。在输入的模式下，读取该寄存器的相应位来获得相应管脚上的数据。P5IN寄存器的位分配图如下图所示。P5IN.0P5IN.1P5IN.2P5IN.3P5IN.4P5IN.5P5IN.6P5IN.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而获得相应管脚上的输入数据或者管脚的状态。P5OUT寄存器：P5口的输出寄存器。在输出模式下，如果该寄存器的相应位设为1时，则相应的管脚输出高电平，如果设置该寄存器的相应位置为0

38、时，则相应的管脚输出为低电平，。P5OUT寄存器的位分配如下图所示。P5OUT.0P5OUT.1P5OUT.2P5OUT.3P5OUT.4P5OUT.5P5OUT.6P5OUT.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而在相应的管脚输出低电平或者高电平。P5SEL寄存器：P5口的功能选择寄存器。该寄存器主要是控制P5口的I/O管脚作为一般I/O口还是外围模块的功能端口。当该寄存器的相应位设置为1时，则相应的管脚为外围模块的功能管脚，当该寄存器的相应位设置为0时，相应的管脚为一般I/O管脚。P5SEL寄存器的位分配如如下图所示。P5SEL.0P5SEL.1P5SEL.2P5SEL.3P

39、5SEL.4P5SEL.5P5SEL.6P5SEL.7 MSP630F149的P6口P6口的每个管脚都可以设置成输入或者输出方向，并且可以实现任意的输入输出的组合。P6口的功能设置是主要设置P6DIR，P6IN，P6OUT和P6SEL共4个寄存器：P6DIR寄存器：该寄存器控制P6口的各个管脚方向。设置相应的位为1，则相应的管脚为输出，如果设置相应的位为0，则相应的管脚为输入。P6DIR寄存器的位分配如下图所示。P6DIR.3P6DIR.7P6DIR.0P6DIR.1P6DIR.2P6DIR.4P6DIR.5P6DIR.6由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而实现对每个管脚的输入输

40、出方向的控制。P6IN寄存器：P6口的输入寄存器。在输入的模式下，读取该寄存器的相应位来获得相应管脚上的数据。P6IN寄存器的位分配图如下图所示。P6IN.0P6IN.1P6IN.2P6IN.3P6IN.4P6IN.5P6IN.6P6IN.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而获得相应管脚上的输入数据或者管脚的状态。P6OUT寄存器：P6口的输出寄存器。在输出模式下，如果该寄存器的相应位设为1时，则相应的管脚输出高电平，如果设置该寄存器的相应位置为0时，则相应的管脚输出为低电平，。P6OUT寄存器的位分配如下图所示。P6OUT.0P6OUT.1P6OUT.2P6OUT.3P6OU

41、T.4P6OUT.5P6OUT.6P6OUT.7由上图可以看出，该寄存器的每个位可以单独设置，从而在相应的管脚输出低电平或者高电平。P6SEL寄存器：P6口的功能选择寄存器。该寄存器主要是控制P6口的I/O管脚作为一般I/O口还是外围模块的功能端口。当该寄存器的相应位设置为1时，则相应的管脚为外围模块的功能管脚，当该寄存器的相应位设置为0时，相应的管脚为一般I/O管脚。P6SEL寄存器的位分配如如下图所示。P6SEL.0P6SEL.1P6SEL.2P6SEL.3P6SEL.4P6SEL.5P6SEL.6P6SEL.73.3 SMARTMEDIA卡相关论述SMARTMEDIA卡是采用NAND技术

42、实现的FLASH，它为固态数据存储提供了一条有效的解决方案。它提供按页进行多种数据访问的方法。它只有8根数据线，主要通过不同的控制线和发送不同的命令来实现不同的操作。SMARTMEDIA的框图如下所示Y-Gating页寄存器NAND FLASH ARRAYY-Bffers缓存和译码X-Bffers缓存和译码A9-A25A0-A7CommandI/Obuffers 和锁存器命令寄存器输出驱动CE控制逻辑高电平产生REI/O0-I/O7全局BuffersWE 由上图可以看出,SMARTMEDIA卡主要有控制逻辑单元，缓存和译码单元，NAND FLASH存储阵列以及输出驱动几个部分组成，为了对SMA

43、RTMEDIA有个清楚的认识，下面从SMARTMEDIA管脚定义，存储阵列的组织方式，操作模式操作命令，读操作，写操作等具体操作进行详细的介绍。3.3.1 SMARTMEDIA 管脚定义SMARTMEDIA卡与一般芯片在封装上有所不同的是该卡不是采用管脚的形式，而是采用金手指的形式，采用这样的形式使SMARTMEDIA卡在实际应用中能够非常方便地插拔，从而提高系统使用的灵活性。下图给出了SMARTMEDIA卡的封装形式和管脚定义：ID 128MB22 Vcc1 Vss21 CE2 CLE 20 RE3 ALE 19 R/B4 WE18 GND5 WP17 LVD6 I/O016 I/O77 I

44、/0117I/O68 I/O214 I/O59 I/O313 I/O410 Vss12 Vcc11 VssCLE：命令锁存管脚。该脚用来表示输入的数据为命令，该管脚高电平有效。当该管脚为高电平的时候，在WE信号的上升延时输入的数据为命令数据。ALE：地址锁存管脚。该管脚用来表示输入输入的数据为地址，该管脚高电平有效，当该管脚为高电平的时候，在WE信号的上升延时输入的数据为地址数据。CE：SMARTMEDIA卡选择管脚。该管脚低电平有效，当该管脚为低电平的时候，选通SMARTMEDIA卡，否则SMARTMEDIA卡不工作。RE：SMARTMEDIA卡读使能管脚。管脚低电平有效。当该管脚为低电平的

45、时候，对SMARTMEDIA卡进行读操作。WE：SMARTMEDIA卡写使能管脚，管脚低电平有效。当该管脚为低电平的时候对SMARTMEDIA卡进行写操作。I/O口（I/O0-I/O7）：SMARTMEDIA卡的数据线，用这些数据线来完成地址数据，命令数据和内容数据的的输入或者输出。当SMARTMEDIA卡片选信号为高电平的时候，数据线处于高阻状态。WP：写保护管脚。该管脚低电平有效。当该管脚为低电平时，写保护起作用。LVD：低电压检测。该管脚用来检测供电电压，如果不用该管脚，该管脚悬空就可以了。3.3.2 SMARTMEDIA的存储阵列的组织方式由SMARTMEDIA卡的框图可以知道，SMA

46、RTMEDIA卡的地址分为行地址和列地址，SMARTMEDIA卡以字节为单位，这样SMARTMEDIA卡的存储阵列可看成一个三维模型。下图显示了SMARTMEDIA卡的存储阵列的组织形式。 1block 32pages1st half page2st halfregisterregister(=256 bytes) (=256 bytes) 8 bit512byte16byte I/O0-I/O7Page Register512byte16byte 通过上图可以看出，SMARTMEDIA卡有很多的页（page）组成，其中32页组成一块（block），这样整个SMARTMEDIA卡可以看成很多的

47、块组成。SMARTMEDIA卡的一页由3个区域组成，3个区域分别是第一半区，第二半区和备用区。第一半区和第二半区分别有256个字节，用来存放数据，备用区有16个字节组成用来存放备注信息。SMARTMEDIA卡通过列地址（A0-A7）来实现对页的某一地址的寻址，由于A0-A7表示数的范围是0-256，因此必须结合不同的命令才能实现对一页的任意位置进行访问，不同的命令确定了地址位A8的值，因此在地址数据中，用户输入的A8的值会被忽略。SMARTMEDIA卡的具体每一页的地址通过行地址（A9-A25）来表示，这样通过利用行地址和列地址结合相应的命令就能实现对SMARTMEDIA卡任意地址进行访问。

48、3.3.3 SMARTMEDIA卡的操作模式SMARTMEDIA卡只有8根数据总线，然而却需要完成读，写和擦除等不同的操作，因此SMARTMEDIA卡提供了不同的控制线，借助这些不同的控制线可以使SMARTMEDIA卡有不同的操作模式，SMARTMEDIA卡有写模式，读模式，命令模式和地址输入等模式，这些不同的模式通过不同的控制线来完成相应的操作。下表给出了SMARTMEDIA卡的几种工作模式下的控制线的输入情况。CLE ALE CE WE RE WP模式 HLL读模式的命令输入LH L H X 读模式的地址输入 HLL HH写模式的命令输入LHL HH写模式的地址输入LLLHH数据输入LLL

49、HX 序列读和数据输出XXLXXX读忙XXXXXH写忙XXXXXH擦除忙XXXXXL写保护 X X H X X 0V/Vcc 停止工作上表中的H表示逻辑高电平，L表示逻辑低电平，X表示输入什么没关系。通过表8-1可以看出，只要适当适当设置控制线的输入状态就能完成相应的操作。3.3.4 SMARTMEDIA卡的操作命令对的操作具体有写操作，读操作和擦除操作，其中写操作可以是单字节写，多字节写和页写等操作，读操作也可以是单字节读，多字节读和页读等操作，对于擦除操作只能是块擦出操作。具体对SMARTMDIA卡的操作是通过向SMARTMEDIA卡发送不同的命令来实现不同的操作。下表给出了SMARTME

50、DIA卡操作的全部命令集，除了表中例出来的命令外，其余所有的命令都是非法的，SMARTMEDIA不能识别些表中以外的命令。功能 第一周期 第二周期 功能 第一周期 第二周期读命令1 00/01 多块编程命令 0x80 0x15读命令2 0x50 块擦除命令 0x600xd0读ID命令 0x90多块擦除命令 0x60.0x60 0xd0复位命令 0xff读状态命令0x70写页命令 0x800x10读多块状态命令 0x70上表中的读命令1的00表示操作页的第一半区，01表示操作页的第二半区。读命令二表示操作页的备注区。将通过表中列出来的这些命令和前面介绍的模式选择结合起来就可以完成相应的操作3.3

51、.5读操作通过对前面操作模式选择和操作命令的介绍，已经对SMARTMEDIA卡的操作有了大概的认识，现结合操作模式选择和操作命令来具体分析读操作命令。读操作命令包括3个部分：发送命令码，发送地址数据和接收内容数据。下图给出了读操作命令的时序图。由上图可看出首先使CE为低电平，让SMARTMEDIA卡处于工作状态，使CLE为高电平，ALE为低电平，SMARTMEDIA卡处于命令状态，这个时候总线上输入读数的操作命令（00或者01），输入命令的时候必须给出写时钟信号，输入完命令码以后，使ALE为高电平，CLE为低电平，SMARTMEDIA卡处于发送地址数据状态，结合在写管脚产生写时钟信号，在总线上

52、输入地址数据（共4个字节），在输入完地址数据后，SMARTMEDIA卡会在R/B管脚上输出一个低电平脉冲，表示进入输出数据状态，将CLE和ALE处于处于低电平，并在RE管脚不断产生读信号，这样就在总线上不断输出数据。总线在读操作命令时输出数据的长度和具体的读操作命令是有关的，单字节读操作只输出一个数据，多字节读操作输出多个数据，页读写操作输出528个字节的数据。3.3.6写操作SMARTMEDIA卡的写操作和读操作基本上略有不同，写操作包括5个部分：发送命令码发送地址数据，写入内容数据，写确认命令和写状态读取下图给出了写操作命令的时序图由上图可以看出，首先使CE为低电平，让SMARTMEDIA卡处于工作状态，使CLE为高电平，ALE为低电平，SMARTMEDIA卡处于命令状态，这个时候总线上输入写数的操作命令（0x80），输入命令的时候必须给出写时钟信号，输入完命令码后，使使ALE为高电平，CLE为低电平，SMARTMEDIA卡处于发送地址数据状态，结合在写管脚产生写时钟信号，在总线上输入地址数据（共4个字节），在输入完地址数据后，将CLE和ALE处于处于低电平，在WE管脚不断产生写信号，这样就在总线上不断写入数据。总线在写操作命令时写入数据的长度和具体的写操作命令是