大容量SD卡在海洋数据存储中的应用

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1、大容量SD卡在海洋数据存储中的应用范寒柏，王少仙。彭安(华北电力大学，保定071003)摘要：设计了一种新型海洋要素数据(温度、盐度)采集系统的SD卡存储方案，同时给出了SDl．X与SD2．0的识别方法。该方案选用基于Cortex—M3内核的高性能处理器STM32F103VB作为主控制器，采用SPI总线与SD卡通信，使用FAT32文件系统，解决了海洋数据采集过程中数据存储量大、存储设备不易与PC机接口的问题。关键词：STM32F103VB；SD卡；SPI；FAT32文件系统中图分类号：TP3文献标识码：AApplicationofHigh

2、CapacitySDCardinMassiveDataStorageFanHanbai，WangShaoxian，PengAn(NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：AnewschemeofSDmemorycardappliedtotheoceanelements(temperature、salinity)acquisitionsystemisdesigned，andthemethoddistinguishingSDl．XfromSD2．0isgive

3、n．High-performanceprocessorSTM32103VBbasedonCortex-M3isusedasmaincon—trollerandcommunicateswithSDcardthroughSPIbus．ItUSeSFAT32filesystemtOsolvetheproblemsoflargedatastorageandinter—facewithPC．Keywords：STM32F103VB；SDcard；SPI；FAT32filesystem引言海洋要素测量系统要求数据存储量大、安全性高，采用可插拔式存储卡

4、是一种不错的选择。目前，可插拔式存储卡有CF卡、U盘及SD卡。CF卡不能与计算机直接通信；U盘需要外扩接口芯片才能与单片机通信，增加了外形尺寸及功耗；而SD卡具有耐用、可靠、安全、容量大、体积小、便于携带和兼容性好等优点，非常适合于测量系统长期的数据存储⋯。本设计使用8GB的SDHC(HighCapacitySDMere—oryCard，大容量SD存储卡)，为了方便卡上数据在操作系统上的读取，以及数据的进一步分析和处理，在SDHC卡上建立了FAT32文件系统。1SD卡接口的硬件设计STM32F103XX增强型系列是意法半导体公司生产的基于

5、Cortex—M3的高性能的32位RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(128KB的闪存和20KB的SRAM)，以及丰富的增强I／0端口和连接到2条APB总线的外设o]。sTM32F103XX系列工作于一40～+105℃的温度范围，供电电压为2．0～3．6V，与SD卡工作电压兼容，一系列的省电模式可满足低功耗应用的要求。SD卡支持SD模式和SPl模式两种通信方式。采用SPI模式时，占用较少的I／o资源。STM32F103VB包含串行外设SPI接口，可方便地与SD卡进行连接。通过4条信号线即可完成数据的传输，分别是时钟SCLK

6、、主机输入从机输出MIS0、主机输出从机输入M()sI和片选Cs。STM32F103VB与SD卡卡座的接口电路如图1所示。睡VDDlPBl2／SPl2—．NSS彰1叮互VSS2VDD2PBl3／SPl2一SCKVCC3．3VDD3PBI5／SPl2_MOSI＼sD．Cs弓VDD4PB14／SPl2JⅥISOCSVDD5‘＼SD-SCLK5SCLK49VDDAOSC_IN12＼SDMoSI2DI谨v⋯S。S一!OSC_OUT监lMQ＼SD_】ⅥISO7DOVSS2强器裔RSVVSS3VSS4g黼．VSS51NSERTVSSA圈1STM32F

7、103VB与SD卡卡座的接口电路SD卡的最高数据读写速度为10MB／s，接口电压为2．7～3．6V，具有9个引脚。SD卡使用卡座代替传输电缆，减少了环境干扰，降低了出错率，而且1对1传输没有共享信道的问题。SD卡在SPI模式下各引脚的定义如表1所列。30《羊‘；机媳入式豪1{l枷}》圈啷豳譬硼adv@mesnet．corn．ca(广告专用)衰1SD卡引脚定义(SPI模式l引脚号名称定义引脚号名称定义1CS片选6VSS2地2DI数据输入7D()数据输出3VSSl地8RSV未使用4VI)D电源9RSV未使用5SCLK时钟2SD卡接口的软件设计

8、本设计采用STM32F103VB自带的串行外设SPI接口与SD卡进行通信，这里只介绍SPI模式的通信方式。2．1SD卡的读写先对STM32F103VB的SPICRl(SPI控制寄存器)以及SP