存储器技术-基于CF卡的数据存储系统设计.pdf

第21卷第3期山东科学Vol.21No.3
2008年6月SHANDONGSCIENCEJun.2008

文章编号:100224026(2008)0320056204

基于CF卡的数据存储系统设计

马庆锋1,2,王芳2
(1.中国海洋大学,山东青岛266100;2.山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001)
摘要:为满足海洋多参数浮标的需要,设计了一种采用低功耗芯片MSP430F149为核心的小型数据采集系统,
能自动完成水温、气温、气压、波浪、风速、风向的水文气象参数的采集、处理、传输等功能。本文介绍了基于

CF卡的数据存储部分的设计,包括基于低功耗单片机MSP430F149和CF卡的软硬件接口设计和FAT文件系
统的编写。实践证明,该数据采集系统工作稳定可靠,CF卡上存储数据文件可以被Windows操作系统读写。
关键词:浮标系统;FAT;CF卡
中图分类号:P715.2文献标识码:A

ADesignofaCFCardBasedDataStorageSystem
MAQing2feng1,2,WANGFang2
(1.OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China;
2InstitutionofOceanographicInstrumentation,ShandongAcademyofSciences,Qingdao266001,China)

Abstract:Asmalldataacquisitionsystemisdesignedforthemulti2parametermarinebuoy,whichisbased
onalowpowerchip—MSP430F149.Thesystemcansample,processandtransfersuchdataas
temperature,waterwave,airpressureandwind.ACFcardbaseddatastorageschemeandthedesignof
itsinterfacearedescribedindetail.Ithasbeenprovedthatthesystemisstableandreliable,andthatthe
filesystemcanbereadorwrittenbyaWindowssystem.
Keywords:marinebuoysystem;FAT;CF

1引言

海洋多参数浮标系统是根据海洋水文调查、海洋环境监测和海洋水文气象预报的需求而研制的一种小
型的海洋资料浮标,其自身具备水温、气温、气压、波浪、风速、风向等多水文气象参数的测量能力,具备自身
卫星定位和卫星数据传输功能,可以连续自动地完成对现场海洋水文气象数据的采集和传输。主要用于在
海洋中对流、浪、风、温场进行大尺度测量。海洋多参数浮标系统具有组成简单、成本低廉、体积小、重量轻、
使用投放方便、不易遭受人为破坏、使用环境不受人为限制等特点,可在海洋中连续工作几个月乃至几年,适
用于大面积海洋调查、海气相互作用研究、自然灾害和突发性海洋环境污染调查等诸多方面,尤其对那些调

收稿日期:2008204220
作者简介:马庆锋(1973-),男,助理研究员,在读工程硕士,主要从事海洋仪器仪表的研究。E2mail:[e-mail].
第2期马庆锋,等:基于CF卡的数据存储系统设计75

查船只不易到达海域的气象水文分析和预测预报非常重要。
由于受海洋多参数浮标体积小、功耗低、成本低等要求限制,数据采集系统在尺寸、功耗、成本方面也有
特别要求。现有浮标系统多采用PC系统,如PC104等,但是该类系统由于功耗较大,不适合小型的海洋浮
标,所以有必要研制一种适合于长期无人值守的、高可靠性的、大存储容量、低功耗的数据采集系统。同时数
据存储部分要求存储介质体积小、可靠性高、速度快、通用性好、抗震能力强等。在现有的大容量的闪存卡中
CF卡采用插针式连接方式,具有相对较高的抗震性和可靠性,能较好地满足海上工作的需要。

2CF卡与MSP430接口硬件设计

参照功耗低和可靠性高等原则,系统选用了TI公司的MSP430系列的F149单片机。MSP430系列具有
处理速度快、功耗低、体积小等特点。MSP430可以工作在1.8～3.6V电压下,有4种低功耗模式,在1MHz
的时钟下运行耗电电流在0.1～400μA之间。MSP430F149具有48个IPO引脚,每个IPO口都有复用功能,另
外P1、P2口还具有中断功能,这样大大的增强了端口的功能和灵活性,提高了对外围设备的开发能力[1]。
CF卡是由美国SanDisk公司于1994年推出的,支持5VP3.3V双重电压,并支持多种接口访