第1章 ZLG/CF躯动使用 1.1基于LPc2210的 ZLG/CF驱动使用 CF卡有PC卡1O、 MEMORY及 True Ide等3种模式,而 True IDE模式兼容IDE硬 盘,该模式比其它的两种模式更实用,是3种模式中使用较多的一种。本节中描述CF卡在 True ide模式下的应用。 使用LPC2210的通用可编程IO口,模拟产生ATA设备的读写时序,实现对CF卡及 IDE硬盘等ATA设备读写操作。使用LPC220的GPIO功能,可以非常灵活而简单地实现 ATA读写时序 111LPC2210与CF卡及IDE硬件连接 LPC2210的GPIO引脚与CF卡及IDE硬盘的硬件接线图分别如图1.1、图1.2所示 P2.19D19 26 P227D27 P020 642 POZ MAT HEADER ATA D 图1.1LPc2210与F卡接线图 注意:图1.1中CF卡的CSEL引脚直接接地,开发板上的CF卡已被配置为主设备。IDE硬盘的主从 配置,通过硬盘上的跳线选择
第1章 ZLG/CF 驱动使用 1.1 基于 LPC2210 的 ZLG/CF 驱动使用 CF 卡有 PC 卡 I/O、MEMORY 及 True IDE 等 3 种模式，而 True IDE 模式兼容 IDE 硬 盘，该模式比其它的两种模式更实用，是 3 种模式中使用较多的一种。本节中描述 CF 卡在 True IDE 模式下的应用。 使用 LPC2210 的通用可编程 I/O 口，模拟产生 ATA 设备的读写时序，实现对 CF 卡及 IDE 硬盘等 ATA 设备读写操作。使用 LPC2210 的 GPIO 功能，可以非常灵活而简单地实现 ATA 读写时序。 1.1.1 LPC2210 与 CF 卡及 IDE 硬件连接 LPC2210 的 GPIO 引脚与 CF 卡及 IDE 硬盘的硬件接线图分别如图 1.1、图 1.2 所示。 ATA_DASP 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 49 50 50 J17 HEADER 25X2_CF ATA_DASP D4 LED VCC P2.24_D24 P2.25_D25 P2.26_D26 P2.27_D27 P2.28_D28 P2.29_D29 P2.30_D30 P2.31_D31 P1.20 P0.21_PWM5 P0.19_MAT1.2 P0.20_MAT1.3 VDD3.3 VDD3.3 P0.17_CAP1.2 P0.22_MAT0.0 VDD3.3 P1.25 P1.24 P2.18_D18 P2.17_D17 P2.16_D16 P1.16 P1.17 P1.18 VDD3.3 P1.19 P2.23_D23 P2.22_D22 P2.21_D21 P2.20_D20 P2.19_D19 R94 1K 图 1.1 LPC2210 与 CF 卡接线图 注意：图 1.1 中 CF 卡的 CSEL 引脚直接接地，开发板上的 CF 卡已被配置为主设备。IDE 硬盘的主从 配置，通过硬盘上的跳线选择
MAT13929 VCC 图1.2LPc2210与IDE硬盘接线图 表1.1为LPC2210的GPO引脚与CF卡及IDE硬盘引脚连接分配表,表中描述了各 GPIO引脚与CF卡及IDE硬盘对应的控制信号线,根据表中的描述配置LPC2210相关的寄 存器。 表1.1LPc2210的GP|O引脚与CF卡及DE硬盘连接引脚分配 LPc2210cF卡1DE硬盘 LPC2210CF卡DE硬盘1o P0.17 RESET-RESET O‖*PL.17 P216-P231D00D15|DD-DD15I、O‖*P1.16 A00 DAO P1.19 0000 P0.19 OP1.23 CSEI DIOR O‖P124 IOCS16-1OCS16 IORDYIORDY I‖P1.25 pdiag-PDlAG P1.21 P1.18 DA2 NTR 注:1.I/0输入与输出是相对于LPC2210来说的,I为LPC2210的输入,0为输出。 2.表中“*”号的引脚,为使用到的引脚,其它引脚不需使用,但需要配置为适当的状态 根据图1.1、图12和表1.1所描述,为相关的引脚定义有意义的标号,如程序清单1.1 程序清单1.1ATA接口连接引脚定义 /* Eeay ARM2200和IDE接口连接 Fifdef ATA BUS AT 8bit /*8位总线* Define ATA DATA0x00ff0000/* eeayAR2200和IDE接口直接相连,p2.16p2.23*/ /*16位总线* #define ATA DATA 0xfff0000/* Ebay ARM220和IDE接口直接相连,p2.16p2.31*/ fendi
GND P2.23_D23 P2.24_D24 P2.22_D22 P2.25_D25 P2.21_D21 P2.26_D26 P2.20_D20 P2.27_D27 P2.19_D19 P2.28_D28 P2.18_D18 P2.29_D29 P2.17_D17 P2.30_D30 P2.16_D16 P2.31_D31 GND GND GND P0.17_CAP1.2 P0.21_PWM5 P0.22_MAT0.0 P0.18_CAP1.3 P0.19_MAT1.2 P0.20_MAT1.3 GND GND GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 J3 IDE/USER_COM NC R32 10K P1.16 P1.17 P1.18 P1.19 P1.20 P1.21 P1.24 P1.25 VDD3.3 R31 10K R33 10K R13 10K VDD3.3 ATA_DASP D4 LED VCC ATA_DASP R94 1K P1.23 图 1.2 LPC2210 与 IDE 硬盘接线图 表 1.1 为 LPC2210 的 GPIO 引脚与 CF 卡及 IDE 硬盘引脚连接分配表，表中描述了各 GPIO 引脚与 CF 卡及 IDE 硬盘对应的控制信号线，根据表中的描述配置 LPC2210 相关的寄 存器。 表 1.1 LPC2210 的 GPIO 引脚与 CF 卡及 IDE 硬盘连接引脚分配 LPC2210 CF 卡 IDE 硬盘 I/O LPC2210 CF 卡 IDE 硬盘 I/O *P0.17 -RESET -RESET O *P1.17 A01 DA1 O *P2.16~P2.31 D00~D15 DD0~DD15 I 、O *P1.16 A00 DA0 O P0.18 DMARQ I *P1.19 -CS0 -CS0 O *P0.19 -IOWR -DIOW O P1.23 CSEL O *P0.21 -IORD -DIOR O P1.24 -IOCS16 -IOCS16 I P0.22 IORDY IORDY I P1.25 -PDIAG -PDIAG I P1.21 -DMACK I *P1.18 A02 DA2 O P0.20 INTRQ INTRQ I *P1.20 -CS1 -CS1 O 注：1.I/O 输入与输出是相对于 LPC2210 来说的，I 为 LPC2210 的输入，O 为输出。 2.表中“*”号的引脚，为使用到的引脚，其它引脚不需使用，但需要配置为适当的状态。 根据图 1.1、图 1.2 和表 1.1 所描述，为相关的引脚定义有意义的标号，如程序清单 1.1 所示。 程序清单 1.1 ATA 接口连接引脚定义 /* EeayARM2200 和 IDE 接口连接 */ #ifdef ATA_BUS_AT_8bit /*8 位总线*/ #define ATA_DATA 0x00ff0000 /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p2.16~p2.23 */ #else /*16 位总线*/ #define ATA_DATA 0xffff0000 /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p2.16~p2.31 */ #endif
E AO (1<16)/ eeayAR2200和IDE接口直接相连,p1.16*/ #define IDE AI (1<17)/ BayaR2200和IDE接口直接相连,p1.17*/ (1<<18) /* EeayAR2200和IDE接口直接相连,p1.18* # define IDE CS0(1<19)/ EeayARM2200和IDE接口直接相连,p1.19* define IDE CSI /* eeayARM2200和IDE接口直接相连,p1.20* IDE DMACK (1<<21) /* EeayARM2200和IDE接口直接相连,p1.21*/ Define IDE CSEL (1<<2 /* EeayARM2200和IDE接口直接相连,p1.23* IDEI0CS16(1<24)/ eeayARy2200和IDE接口直接相连,p1l.24*/ IDE PDIAG(1<25)/ eeayARy2200和IDE接口直接相连,p1.25*/ #define IDE RST (1<<17) /* eeayarM2200和IDE接口直接相连,p0.17*/ DE_ DMAREQ(14<18)/ EeayARy2200和IDE接口直接相连,p0.18*/ #define (1<19)/ Eeayarla00和IDE接口直接相连,p0.19* define IDE INTRQ(1<20)/ EeayARM2200和IDE接口直接相连,p0.20*/ Define (1<21)/* Ebay ARM2200和IDE接口直接相连,p0.21*/ Eeay ARM2200/ #define Addr CS at P1 (IDE A0+ IDE Al +IDE A2+ IDE CS0 IDE CS1) #define MASK DATA CATA DATA) 1.1.2函数接口的实现 1.ATA设备寄存器读写函数 IDEA0、IDEA1、IDEA2地址信号引脚和 IDE CS0、 IDE CS1片选信号引脚都是在 LPC2210的P1口上,正好由这些信号线确定ATA设备一个具体寄存器的地址;为了便于地 址的设定,将P1口上同时为高电平的信号引脚定义为 Addr cs at p宏,如程序清单1.1(1) 所示 为了便于数据总线的方向改变和数值输出,可定义数据输出的屏蔽值 MASK DATA如 程序清单1.1(2)所示 模拟读ATA设备寄存器步骤如下 (1)关系统中断,预防在读寄存器操作中产生中断 (2)准备读取设备数据信号,设置GPIO模拟ATA接口数据的引脚为输入状态 (3)设置寄存器的相应地址; (4)使读ATA设备寄存器的信号引脚为低电平 (5)读取GPO模拟ATA接口数据的引脚的电平(这时数据线上的值应为设备寄存器中 的值),并调整数据位置 (6)使读ATA设备寄存器的信号引脚为高电平; (7)如果ATA设备(CF卡)是8位总线模式,并且操作的是数据寄存器(16位),则 需重复(3)、(4)、(5)步,再整合成16位的数据。 (8)取消ATA设备寄存器地址的选择 (9)开系统中断。 GPIO模拟读ATA设备寄存器的函数如程序清单12所示,ATA设备各寄存器地址宏定
#define IDE_A0 (1<<16) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.16 */ #define IDE_A1 (1<<17) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.17 */ #define IDE_A2 (1<<18) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.18 */ #define IDE_CS0 (1<<19) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.19 */ #define IDE_CS1 (1<<20) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.20 */ #define IDE_DMACK (1<<21) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.21 */ #define IDE_CSEL (1<<23) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.23 */ #define IDE_IOCS16 (1<<24) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.24 */ #define IDE_PDIAG (1<<25) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p1.25 */ #define IDE_RST (1<<17) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p0.17 */ #define IDE_DMAREQ (1<<18) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p0.18 */ #define IDE_WR (1<<19) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p0.19 */ #define IDE_INTRQ (1<<20) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p0.20 */ #define IDE_RD (1<<21) /* EeayARM2200 和 IDE 接口直接相连,p0.21 */ /* EeayARM2200 */ #define Addr_CS_at_P1 (IDE_A0 + IDE_A1 +IDE_A2 + IDE_CS0 + IDE_CS1) (1) #define MASK_DATA (~ATA_DATA) (2) 1.1.2 函数接口的实现 1．ATA 设备寄存器读写函数 IDE_A0、IDE_A1、IDE_A2 地址信号引脚和 IDE_CS0、IDE_CS1 片选信号引脚都是在 LPC2210 的 P1 口上，正好由这些信号线确定 ATA 设备一个具体寄存器的地址；为了便于地 址的设定，将 P1 口上同时为高电平的信号引脚定义为 Addr_CS_at_P1 宏，如程序清单 1.1(1) 所示。 为了便于数据总线的方向改变和数值输出，可定义数据输出的屏蔽值 MASK_DATA.如 程序清单 1.1(2)所示。 模拟读 ATA 设备寄存器步骤如下： (1) 关系统中断，预防在读寄存器操作中产生中断； (2) 准备读取设备数据信号，设置 GPIO 模拟 ATA 接口数据的引脚为输入状态； (3) 设置寄存器的相应地址； (4) 使读 ATA 设备寄存器的信号引脚为低电平； (5) 读取 GPIO 模拟 ATA 接口数据的引脚的电平（这时数据线上的值应为设备寄存器中 的值），并调整数据位置； (6) 使读 ATA 设备寄存器的信号引脚为高电平； (7) 如果 ATA 设备（CF 卡）是 8 位总线模式，并且操作的是数据寄存器（16 位），则 需重复(3)、(4)、(5)步，再整合成 16 位的数据。 (8) 取消 ATA 设备寄存器地址的选择。 (9) 开系统中断。 GPIO 模拟读 ATA 设备寄存器的函数如程序清单 1.2 所示，ATA 设备各寄存器地址宏定
义如程序清单1.5所示。 程序清单12读取ATA设备寄存器函数 #ifdef ATA BUS at &bit uint16 SYs PortIn(uint32 reg) /*8位总线的读寄存器函数* uint16 res OS ENTER CRITICALO /*关中断考 IO2DIR= IO2DiR MASK DATA. *定义输出口其它为输入( ATA DATA为输入)* IOICLR= CS at P1 地址与片选信号都为低电平 IOISET=re 地址高电平位输出,完成地址的设置 读低字节 IOOCLR= IDE RD /读信号脚置低 res=(uint8 ((O2PIN&ATA DATA)>>16) 读取数据* IOOSET= IDE RD 使读信号为高* 读高字节 f(reg=ATA REG DATA 如果读数据寄存器,读高字节制 IOOCLR= IDE RD /*读信号脚置低 +=m0 IN&ATA DAtar>8x读取数据 IOOSET= IDE RD /*使读信号为高 IO1SET= Addr cs at PI 输出控制信号置高 OS EXIT CRITICALO: /*开中断 return res 返回数值 uint16 sYs Portin(uint32 reg) /*8位总线的读寄存器函数* OS ENTER CRITICALO /*关中断 IO2DIR= IO2DIR MASK DATA /*定义输出口其它为输入( ATA DATA为输入)*/ IOICLR= Addr Cs at P1 *控所硬盘引脚信号输出(输出高电平)*/ IOISET=reg *控所硬盘引脚信号输出(输出低电平)* IOOCLR= IDE RD /*读信号脚置低 读取数据” IOOSET= IDE RD IOISET= Addr cs at Pi 输出控制信号置高 OS EXIT CRITICALO: /*开中断
义如程序清单 1.5 所示。 程序清单 1.2 读取 ATA 设备寄存器函数 #ifdef ATA_BUS_AT_8bit uint16 SYS_PortIn(uint32 reg) /*8 位总线的读寄存器函数*/ { uint16 res ; OS_ENTER_CRITICAL(); /*关中断*/ IO2DIR = IO2DIR & MASK_DATA; /*定义输出口其它为输入(ATA_DATA 为输入)*/ IO1CLR = Addr_CS_at_P1; /*地址与片选信号都为低电平*/ IO1SET = reg; /*地址高电平位输出,完成地址的设置*/ /*读低字节*/ IO0CLR = IDE_RD; /*读信号脚置低*/ res = (uint8)((IO2PIN&ATA_DATA) >>16); /*读取数据*/ IO0SET = IDE_RD; /*使读信号为高*/ /*读高字节*/ if(reg==ATA_REG_DATA) /*如果读数据寄存器，读高字节*/ { IO0CLR = IDE_RD; /*读信号脚置低*/ res += (uint16)((IO2PIN&ATA_DATA)>>8); /*读取数据*/ IO0SET = IDE_RD; /*使读信号为高*/ } IO1SET = Addr_CS_at_P1; /*输出控制信号置高*/ OS_EXIT_CRITICAL(); /*开中断*/ return res; /*返回数值*/ } #else uint16 SYS_PortIn(uint32 reg) /*8 位总线的读寄存器函数*/ { uint16 res ; OS_ENTER_CRITICAL(); /*关中断*/ IO2DIR = IO2DIR & MASK_DATA; /*定义输出口其它为输入(ATA_DATA 为输入)*/ IO1CLR = Addr_CS_at_P1; /*控所硬盘引脚信号输出(输出高电平)*/ IO1SET = reg; /*控所硬盘引脚信号输出(输出低电平)*/ IO0CLR = IDE_RD; /*读信号脚置低*/ res = (uint16)(IO2PIN >>16); /*读取数据*/ IO0SET = IDE_RD; IO1SET = Addr_CS_at_P1; /*输出控制信号置高*/ OS_EXIT_CRITICAL(); /*开中断*/ return res; }
写ATA设备寄存器步骤如下: (1)关系统中断,预防在写寄存器操作中产生中断; (2)设置GPIO模拟ATA接口数据的引脚为输出状态,准备输出数据到设备数据线 (3)设置ATA设备寄存器的相应地址 (4)设置GPO模拟AIA接口数据的引脚的电平为要写到设备的值; (5)使写ATA设备寄存器信号引脚为低电平; (6)使写ATA设备寄存器信号引脚为高电平 (7)如果ATA设备(CF卡)是8位总线模式,并且操作的是数据寄存器(16位),则 需重复(3)、(4)、(5)步。 (8)取消ATA设备寄存器地址的选择。 (9)设置GPO模拟ATA接口的数据总线引脚为输入状态,释放总线。 (10)开系统中断。 LPC2210的GPIO引脚模拟写ATA设备寄存器的函数如程序清单1.3所示,ATA设备 各寄存器地址宏定义如程序清单1.5所示。 程序清单13写ATA设备寄存器函数 #ifdef ATA BUS aT &bit void SYS PortOut(uint32 reg, uint16 data) 使用8位数据总线 OS ENTER CRITICALO /关中断* IO2DIR=IO2DIR ATA DATA; 棒设置数据总线为输出* IoICLR= Addr Cs at PI 地址与片选信号都为低电平 IOISET=reg /地址高电平位输出,完成地址的设置* 章写低字节 IO2CLR=ATA DATA, /数据总线上输出全为低电平 IO2SET= data<<16 输出数据值为1的位* IO0CLR= IDE WR: /*写信号为低电平保持大于165nS*/ IOOSET= IDE WR: *写信号脚置高[与低>162ns]*/ if(reg==ATA REG DATA) /如果访问的寄存器为16位的数据寄存器* /*写高字节* IO2CLR= ATA DATA 数据线输出全为低电平 IOs SET= data<<8 输出高电平的数据位 IOOCLR= IDE WR /*写信号为低电平保持大于165nS* OOSET= IDE WR /*写信号脚置高[与低>162ns] IOiSET= Addr cs at Pl 输出控制信号置高 IO2DIR & MASK DATA. 使数据线为输入,降低功耗* OS EXIT CRITICALO: /开中断*/
#endif 写 ATA 设备寄存器步骤如下： (1) 关系统中断，预防在写寄存器操作中产生中断； (2) 设置 GPIO 模拟 ATA 接口数据的引脚为输出状态，准备输出数据到设备数据线； (3) 设置 ATA 设备寄存器的相应地址； (4) 设置 GPIO 模拟 ATA 接口数据的引脚的电平为要写到设备的值； (5) 使写 ATA 设备寄存器信号引脚为低电平； (6) 使写 ATA 设备寄存器信号引脚为高电平； (7) 如果 ATA 设备（CF 卡）是 8 位总线模式，并且操作的是数据寄存器（16 位），则 需重复(3)、(4)、(5)步。 (8) 取消 ATA 设备寄存器地址的选择。 (9) 设置 GPIO 模拟 ATA 接口的数据总线引脚为输入状态，释放总线。 (10) 开系统中断。 LPC2210 的 GPIO 引脚模拟写 ATA 设备寄存器的函数如程序清单 1.3 所示，ATA 设备 各寄存器地址宏定义如程序清单 1.5 所示。 程序清单 1.3 写 ATA 设备寄存器函数 #ifdef ATA_BUS_AT_8bit void SYS_PortOut(uint32 reg, uint16 data) /*使用 8 位数据总线*/ { OS_ENTER_CRITICAL(); /*关中断*/ IO2DIR = IO2DIR | ATA_DATA; /*设置数据总线为输出*/ IO1CLR = Addr_CS_at_P1; /*地址与片选信号都为低电平*/ IO1SET = reg; /*地址高电平位输出,完成地址的设置*/ /*写低字节*/ IO2CLR = ATA_DATA; /*数据总线上输出全为低电平*/ IO2SET = data<<16; /*输出数据值为 1 的位*/ IO0CLR = IDE_WR; /*写信号为低电平,保持大于 165nS*/ IO0SET = IDE_WR; /*写信号脚置高[与低>162ns]*/ if(reg==ATA_REG_DATA) /*如果访问的寄存器为 16 位的数据寄存器*/ { /*写高字节*/ IO2CLR = ATA_DATA; /*数据线输出全为低电平*/ IO2SET = data<<8; /*输出高电平的数据位*/ IO0CLR = IDE_WR; /*写信号为低电平,保持大于 165nS*/ IO0SET = IDE_WR; /*写信号脚置高[与低>162ns]*/ } IO1SET = Addr_CS_at_P1; /*输出控制信号置高*/ IO2DIR &= MASK_DATA; /*使数据线为输入,降低功耗*/ OS_EXIT_CRITICAL(); /*开中断*/ }