目前，单片机系统以价格低廉、开发环境完备、开发工具齐全、应用资料众多、功能强大且程序易于移植等优点而得到广泛应用。同时，随着信息化进程、计算机科学与技术以及信号处理理论与方法的迅速发展，需要的数据量越来越大，对数据存储也提出了更高要求。mmc/sd卡以其价格、体积、读取速度等特点成为现今大多数便携式嵌入式设备的首选。

　　2 系统结构及原理

　　基于8051f330的音频信号发生器的系统结构如图1所示，它主要由8051f330单片机、mmc/sd卡存储器、rs232串行通信接口、上位机、液晶显示、键盘以及信号调理电路等部分组成。将写入mmc/sd卡中的音频数据存储在上位机，单片机通过rs232串行通信接口写入mmc/sd卡，以中断方式读取键盘接口命令，并根据命令控制选择相应的音频信号数据，再由信号调理电路输出不同频率和强度的音频信号，系统通过液晶显示模块显示信号频率、信号强度及信号类型。该系统突出的特点是上位机采用lab windows/cvi软件，通过rs232串行通信接口与单片机通讯;以文本格式存储在上位机的音频信息则通过rs232串行通信接口下载到mmc/sd卡。

　　系统控制核心选用美国cygnal公司的8051f330单片机，c8051f330微控制器采用独特的cip-8051架构，对指令运行实行流水作业，大大提高了指令的运行速度;采用多功能存储卡-mmc/sd卡作为存储介质。mmc/sd卡内置控制电路，可应用于手机、数码相机、mp3等多种数字设备，反复记录30万次，具有较高的性价比;液晶显示屏采用ocm12864点阵液晶显示模块，由单片机时序控制，具有8位数据线、6条控制线和电源线。

　　3 硬件设计

　　3.1 mmc/sd卡接口电路

　　mmc/sd卡在音频信号发生器系统中是以数字量形式存储音频信息。mmc/sd卡有两种工作模式，即mmc/sd模式和spi模式。从实际应用角度出发，spi模式设计简单，操作方便，但数据传输速率不如mmc/sd模式，本系统采用spi模式。mmc/sd卡工作在spi模式下，其各个引脚功能的定义，如表1所示。cs是mmc/sd卡的片选线，在spi模式下，cs必须保持低电平有效;di不但传输数据，还发送命令，传输方向是由单片机到mmc/sd卡;同样do除了发送数据外还传送应答信号，传输方向是由mmc/sd卡到单片机;sclk是操作mmc/sd卡的时钟线。将c8051f330的相应交叉开关配置为spi模式，与mmc/sd卡对应的引脚连接。针对spi总线线路上增加了上拉电阻。原文位置

　　3.2 上位机和单片机通信

　　上位机采用lab windows/cvi软件通过串口向单片机发送音频信息。单片机将接收到的信息数据写入mmc/sd卡。lab windows/cvi软件的音频信息是由winhex软件将原始文件转换成16进制的数字量，该软件可对多种语音信号进行转换。上位机与单片机的通信是通过rs232串口通讯器件完成的。当上位机与音频信号发生器相距较远.不能直接用rs232器件将其连接时，可将rs232转换为can，通过can总线实现串口设备的网络互联。rs232标准电平采用负逻辑，规定+3 v～+15 v的任意电平为逻辑“0”电平，-3 v～-15 v的任意电平为逻辑“1”电平。而can信号则使用差分电压传输，2条信号线称为“can_h”和“can_l”，静态时均为2.5 v，此时状态表示为逻辑“1”，也可称为“隐性”;can_h比can_l高时表示逻辑“0”，称为“显性”。显性时，通常为：can_h=3.5 v，can_l=1.5 v。

　　rs232串口的帧格式：1位起始位，8位数据位，1位可编程的第9位(此位为发送和接收的地址/数据位)，1位停止位。而can的数据帧格式：帧信息+id+数据(分为标准帧和扩展帧两种格式)。

　　3.3 信号调理电路

　　存储在mmc/sd卡中的数据是音频信号发生器的源代码。单片机将这些数据从mmc/sd卡中读出，经过单片机内部数模转换，以模拟量的形式从p01输出。该模拟信号经信号调理电路可外接耳机或音响播放十几种音律。信号调理电路如图3所示。由p01输出的信号经lm324放大后，由多个lm324并联实现信号跟随和功率驱动。图中只画出了2个跟随器，实际应用中根据需要可以并联10多个信号跟随器。

　　4 软件设计

　　4.1 系统初始化

　　系统初始化可完成c8051f330的i/o口、晶体振荡器、spi总线和c8051f330片上串口的初始化设置。用c语言编写的程序代码如下：

　　4.2 mmc/sd卡初始化

　　mmc/sd卡上电后默认为mmc/sd模式，要使mmc/sd卡工作在spi模式下，在mmc/sd卡初始化时，当片选线(cs)被拉低时发送复位命令cmd0，如收到应答信号01h，表示已将卡置为闲置状态;如收到应答信号不是01h，则表示出错。然后向mmc/sd卡发送命令cmd1，收到正确的应答信号00h之后，才会使mmc/sd卡进入spi模式。　　

　　mmc/sd卡协议是一种问答式协议。首先单片机