SD卡实现大容量数据采集储存

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SD卡实现大容量数据采集储存 [复制链接]

长期以来，以Flash Memory为存储体的SD卡因具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用于消费类电子产品中。特别是近年来，随着价格不断下降且存储容量不断提高，它的应用范围日益增广。当数据采集系统需要长时间地采集、记录海量数据时，选择SD卡作为存储媒质是开发者们一个很好的选择。在电能监测以及无功补偿系统中，要连续记录大量的电压、电流、有功功率、无功功率以及时间等参数，当单片机采集到这些数据时可以利用SD作为存储媒质。本文主要介绍了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的应用方案。

通讯模式

SD卡有两个可选的通讯协议：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡标准的读写方式，但是在选用SD模式时，往往需要选择带有SD卡控制器接口的MCU，或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD卡的读写。然而，AT89C52单片机没有集成SD卡控制器接口，若选用SD模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下，选用SPI模式可以说是一种最佳的解决方案。因为在SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场上很多MCU都集成有现成的SPI接口电路，采用SPI模式对SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计。

虽然AT89C52不带SD卡硬件控制器，也没有现成的SPI接口模块，但是可以用软件模拟出SPI总线时序。本文用SPI总线模式读写SD卡。

结束语

实验结果表明单片机使用12MHz的晶体振荡器时，读写速度和功耗都基本令人满意，可以应用于对读写速度要求不高的情况下。本文详细阐述了用AT89C52单片机对SD卡进行操作的过程，提出了一种不带SD卡控制器，MCU读写SD卡的方法，实现了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的用途。

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采用SD卡作为存储装置，已经成为大容量数据存储器设计的首选，具有无可比拟的优势，以往控制SD卡通常合用ARM内嵌操作系统控制，系统庞大而复杂，工作稳定性也是问题，硬件成本高，且普通开发人员难以掌握，针对这种情况，我们特别开发了使用 51单片机来驱动控制大容量SD卡的开发学习套件。SD卡开发学习板提供详细的C51源码及注释，电路原理图，外围芯片资料，设计参考资料等你设计所需的资源，只要你有最基本的C语言基础 ，花几天时间看看教程及程序，你就可以按照自己的需要修改程序代码，并下载到学习开发板上，运行程序，看看你修改的程序是什么样的。使用乐诚的开发板，会让艰涩的开发变得无比有趣，赶快购买乐诚开发板尝试吧。



     商品定位

     SD卡开发学习板专为单片机初学都设计,在校师生、单片机爱好者、单片机专业人员

均可以在此学习板上进行学习。（欢迎师生或学校团购）。



      硬件资源



1.  CPU采用STC89C54RD+

     4V~5V工作电压，16K FLASH程序存储器，1280字节SRAM，3个定时器，串口，32个I/O，兼容AT89C52等51内核单片机。



2.. 最大支持2G Byte SD卡

    2G以下的SD卡，Mini SD卡，开发板的驱动程序均支持。



3.  YM12232F液晶显示屏

    内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点ASCII字符集图形点阵，可以显示图片，图形。



4.  四个功能按钮

    可以设置成8个状态，调试软件或设计成功能健。



5.  RS232接口

    该接口接上电脑的串口，通过下载软件，可以下载编译好的新程序，也可以作为串行通信接口传输数据。



    接口



1.  标准DB9串行接口

2.  自弹式SD卡坐

3.  空闲I/O口插针引出

4.  四个按钮，为你提供四种状态的输入控制

5.  液晶屏数据接口及控制端口



      软件资源



★   提供版主调试编译好的的 C51源程序，主要的软件功能模块包括SD卡检测，卡内文件数据读取，创建新文件，向指定文件中写数据，删除文件。

★  支持WINDOWS兼容的各种文件类型，可软件修改文件类型。

★   提供完整的程序代码，包括SD卡全功能驱动程序，串行通行程序（可以把指定文件的数据通过串口传输到电脑的串口调试软件中查看），液晶屏驱动程序，汉字显示，切换等功能，键盘的扫描程序代码。



★   提供开发板学习教程，快速上手指南，包括开发工具软件的参数设置，操作流程，下载方法等。

★   提供破解版的 KEIL 开发工具软件。

★   提供PROTEL 99SE 版本的原理图文件。

★   提供PROTEL电路板设计软件。



★   免费赠送单片机C程序设计源码大全，包括串口程序设计，USB程序设计，定时器程序设计，A/D转换程序设计，网络扩展接口设计，PWM程序设计等等。





      实验项目



1.  学习如何让程序自动检测SD卡座中是否有SD卡插入实验项目

2.  学习如何在空白的SD卡中创建一个*.txt文件（文件名在C51程序中自定义）实验项目

3.  学习如何用程序自动删除一个*.txt文件实验项目

4.  学习如何向指定文件名的文件保存数据实验项目

5.  学习如何从指定文件名的文件中读数据实验项目

6.  学习如何将数据从CPU串行口发送给计算机上运行的《串口调试软件》接收实验项目

7.  学习如何在带汉字库的液晶屏上显示汉字，汉字显示位置调整实验项目

8.  学习单片机如何读取外设信息，按钮信息输入实验项目

9.  单片机I2C数据通信，读/写E2PROM中的数据实验项目

10.单片机驱动蜂鸣器实验项目

11.单片机读写万年历时钟芯片DS1302实验项目

12.单片机驱动一个继电器实验项目







◆   STC单片机无需仿真器，直接通过专用软件从串口下载程序代码到芯片，下载完成后，程序自动复位启动。



      销售清单



1.  SD卡开发学习板一块

2.  5V开关电源

3.  串口延长线一条

4.  配套光盘一张：开发教程，常用开发工具软件、学习板电路图纸、全部示例程序、相关芯片资料、入门资料




＊可选配 1G Byte  金士顿 SD 卡(加30元）

＊可选配 12232F(7 X 2) 带汉字库液晶显示屏(加40元）







保修说明：SD卡开发学习板自寄出之日起，一年内所有器件免费维修（人为损坏除外）。期间产生的快递费用由用户支付。



              凡购买我公司产品,我们将长期免费提供技术支持及资料下载服务



八、联系方式

    服 务 热 线：  020-88378279                                                                                 
                   020-82313702


    QQ在线咨询：  493743672                                      单片机QQ群：72251561


   乐诚科技：http://www.lcemb.cn/Index.html

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[产品简介]

     工业现场一般需要数据采集器完成各类数据采集任务。实际应用中要求数据采集器工作可靠,成本低廉，操作简单，便于数据收集和分析,既能与PC机联机工作又能独立采集储存数据。

     数据储存器由高度集成处理器C8051F340为主控制器件，采用SD卡存储技术设计一款低成本、便携式数据储存设备。该数据储存器可与PC机共同实现数据采集与分析,也可长时间独立工作于工业现场，并将采集数据存放于大容量SD卡（支持现有的最大SD卡 16G)，便于数据收集并利用计算机分析。该数据储存器仅采用C8051F340一个主器件，结构简单,功耗低，性能稳定，体积小，成本低，现已成功应用于远程电力监控，远程数据采集， 水污染监控 气象数据采集 远程抄表 环保局数据采集等领域 不需要任何布线就可以为你解决野外数据储存的难题

[系统资源]

   （1）核心器件C8051F340内部采用流水线结构。指令运行速度高．指令运行速度比一般的89C51系列单片机提高了大约20倍． 可达48MIPS指令运行速度，满足高速操作SD卡的功能要求。
   
   （2）具有8个8位I/O端口。除满足数据采集需要外。有足够的口线用于单片机与SD卡的连接。

   （3）具有可扩展的中断系统。支持22个中断源．2个优先级，其中就包括SPI接口产生的中断。

   （4）带有模拟多路器的10位200 KS／s的单端／差分ADC；精确校准的12 MHz内部振荡器和4倍时钟乘法器。

   （5）片内存储器包括64KB的Flash、和4KB的XRAM。不需要扩展存储器．就可以满足文件系统的建立和访问SD 卡的需要。

   （6）3.3V的工作电压，与SD卡工作电压兼容。

   （7）具有SPI 硬件接口。可与SD卡的SPI 总线很好接口。
        C8051F340单片机的SPI串行接口的主要特点如下：全双工，三线同步传输，即在发送的同时也能接受；可以工作在主机方式或从机方式；主机最大数据传输速率(位/秒)是

系统时钟频率的1/2．因而最高可达10Mb/s；SPI位传输速率可通过编程选择。

   （8）可实现通过JTAG接口的在系统调试。方便系统的开发。

   （9）自有的BOOT在线升级系统，可远程升级系统程序。

[产品特点]
                     
     ★ 系统硬件结构简单,集成度高，可靠性好，功耗低，体积小（95*75*25mm)，便于携带是理想的数据储存设备。

     ★ 由串口采集数据，存储到SD卡中，使用的是FAT32文件系统可以支持现有的最大SD卡即16G。

     ★ 提供全透明的数据传输。用户不用关心复杂的协议，通过RS232全透明接口，让你的设备能够随时随地接入，就可以进行数据的储存。

     ★ 支持SD卡即插即用。电路每次上电，储存器将在SD卡中自动创建一个文件夹，然后在文件夹中创建一个数据文件，用户要存储的数据就存在这个文件中。

     ★ 文件夹的命名采用顺序编号排列，比如，第一次上电后，系统创建额文件名为DATA0001,则下次关机再开机后，系统创建的文件名为DATA0002,永不重复，避免数据被覆盖。
   
     ★ 数据获取方便，只需要把SD卡弹出来，用读卡器插到计算机的USB口上，从U盘中拷贝出数据即可。

     ★ 使用简单：只需将RS-232串口数据线和5V电源（支持电池供电）输入即可。

     ★ EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用、适应低温和高温工作环境、永不死机。

     ★ 提供的RS232通讯接口，波特率可选择，从300bps到115200bps。



  QQ在线咨询：  493743672             MSN: lechengdz@126.com
  
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