SDCARD ATMEGA168

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007.03.21　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　改定　　2007.04.04　

　　工事中ですが、ＵＰしました。　説明は、時間をみて書き加えます。

　　（１）　　ＡＶＲでＳＤカードのアクセス

　　　　　　ｃｈａｎさんのＦＡＴファイルシステムでAtmega64を使用したサンプルがあります。
　　　　　　　　　　http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_j.html

　　　　　　ＡＴＭＥＧＡ１６８でＳＤカードを読み書きしようとコンバージョンしました。
　　　　　　ＲＯＭは、１６ＫＢありますが、ＲＡＭは、１ＫＢしかありません。

　　　　　　Tiny-FatFsなら、ＲＡＭが１ＫＢでも可能とあったので試してみました。
　　　　　　運良く動作したので、ＵＰしました。
　　　　　　chanさんのＦＡＴファイルシステムを使う人が参考になれば幸いです。
　　　　　　
　　　　　　ＳＤカードとの接続は、ＳＨ２－７１４４で接続したものをそのまま使用しました。

	回路図です。　chanさんのそのまま流用１０、１１のプルアップ抵抗がありませんが、Ｈ８やＡＶＲではマイコンのプルアップの機能を使用してました。ここをプルアップで使用した場合１０（INS#）は、Ｈ：カードなし、Ｌ：カード挿入状態１１（ＷＰ）は、Ｈ：ＷＰなし、Ｌ：ＷＰありとなります。プルアップが無いと、Ｈにならずオープン状態になります。ＦＥＴは、ゲートがＬで電源オン。 CSに接続しているＬＥＤの電流制限抵抗は、１ＫΩ では、LEDにより少し暗いかも。アクセス時に一瞬光るだけだから。ここは輝度を上げるようにした方が良いです。
	黒いチップは、電源制御のＦＥＴ（2SJ355）上部のledは、電源とアクセスランプ SDカードのソケットは、秋月電子で購入ソケットの裏に、丸い突起が２つあります。径の大きい突起は、削り落としました。径の小さい突起は、スルーホールにピッタリはまるので、ソケットの位置決めに丁度良いです。７，８，１０，１１の部分のスルーホール（2個）は、表からザグリ加工すると、配線が楽になります。ソケット内部にＳＷがあり、カード挿入有無、書き込みロックSWの状態で、ＯＮ／ＯＦＦします。左の写真では、ソケットの端子は、上部が９、下部が１１と上の回路図とは、位置が逆になります。
	裏はこうなってますプルアップ、プルダウン抵抗など真中のチップ部品は、４．７μＦのコンデンサ 22uＨのコイルはまだ未購入（電源を制御しないなら不要ですね）裏からスルーホールに半田を流す場合は、表側に半田が盛り上がり、ＳＤCARDと干渉する恐れがあるので、表側からスルーホールをザグり、カプトンテープを貼ってあります。
	上記のをここに刺して使用します。カードの有無、ライトプロテクト、電源の制御線は、未配線です。電源制御は、常にオン状態。上は、電源ＳＰＩ制御は、左側で上からＣＳ　　ＰＢ．B２を　　ＳDカードのＣＳＤＯ　　ＰＢ．B３を　　SDカードのＤＩＤＩ　　ＰＢ．B４を　　SDカードのＤＯＣＬＫ　ＰＢ．B５を　　SDカードのＣＬＫに接続します。
	ＲＳ２３２Ｃとの通信は、抵抗のみの簡易回路。ＣＯＭポートに直接つなぎます。接続の確認は、　　ＴＸＤ（送信）は、電圧ゼロの端子。　　ＲＸＤ（受信）は、－９Ｖ前後の端子。ＳＤカードとのＷＰとINS#は、結線なし。
	接続してatmega168につないだ状態電源電圧は、３．３Ｖです。ＳＤＣＡＲＤは、使用電圧が、２．７Ｖ～３．６Ｖ程度なので、５Ｖでは壊れると思います。
	ＳＨ２－７１４４につないだ場合は、こんな形です。こちらも、うまいこと動作してます。ＳＰＩの通信をソフトで行っている為、Atmega168 より遅いです。
	手元にあるのは、みんな使えました左から miniＳＤカード（１６ＭＢ）　と　ＳＤカードアダプター microＳＤカード（３２ＭＢ）と　ＳＤカードアダプターＳＤカード　（１６ＭＢ）ＳＤカード（２５６ＢＭ）２５６ＢＭのみＦＡＴ１６その他は、ＦＡＴ１２

　コンバージョンのポイント
　　　SH2-7144　と　Atmega１６８　をコンバージョンしました。　その経験を書きますと

　　１．ＦＡＴを使用しないなら、ｆｆ.c（tff.c）を使用する必要がありません。
　　　　他とのデータ互換を考えなければ、セクタ単位の読み書きで使用できます。
　　　　mmc.c は、プラットフォームに依存した部分があるので、変更が必要になります。
　　２．　１に加え、ＦＡＴファイルシステムを使用すれば、パソコン等の他とデータのやり取り
　　　　が可能になります。　ff.c　（tff.c）　を使用しますが、プラットフォームに依存する部分が無いので、
　　　　mmc.c　が動作すれば、問題なく動くと思います。
　　３．　１０ms秒のタイマー割り込みを使用し、ディレイ、処理タイムアウトで使用しています。
　　　　　ここを、プラットフォームに合わせて、コンペアマッチの機能を使用して実現する必要があります。
　　　　　割り込み処理の中で、
　　　　　　　disk_timerproc();
　　　　　を呼び出せばＯＫです。　10msタイマーが機能しているか　試すのは、　（avr版の例として）
　　　　　for (Timer1 = １００; Timer1; );
　　　　　で　１００x10ms　＝　１秒　のディレイが機能することで確認できます。（ＬＥＤの点滅等で。）
　　　　　ただしこのテストをする際、mainで
　　　　　　　 static volatile　volatile BYTE Timer1, Timer2;
　　　　　としましたが、mmc.cとのデータ共有がうまく行かず（mapで確認）、両者でstaticを外したら成功しました。
　　　　　原因は良く分かりません。
　　４．　ＡｔｍｅｇａでＳＰＩをサポートすれば、ＳＰＩの制御レジスターは、たぶんどれも同じと思うので変更は必要ないはず。
　　　　　ただし、　ポートが異なる場合は、変更が必要になります。
　　　　　ＳＰＩがサポートされていない場合で、自力でＳＰＩを操作する場合は、Ｈ８用のソースが参考になります。
　　５．　ＳＤＣＡＲＤの電源のＯＮ／ＯＦＦは、行わず常時電源ＯＮのままでも、特別不便は、感じていません。
　　　　　（保証できませんが）電源ＯＮのまま、カードの抜き差しを行っていますが、ＳＤカードはまだ壊れていません。
　　６．　書き込みのロック、カード挿入の有無の線も配線していませんが、これも不自由を感じていません。
　　　　　ここを配線しない場合は、　disk_status()　で、　考慮する必要があります。
　　７．　ＦＡＴファイルシステムで、ファイルを生成する場合、ファイルのタイムスタンプに使用する、年月日時刻が
　　　　　必要です。　いつも固定値でよければ、　　get_fattime（）　で固定値を返せば、ＯＫです。
　　　　　chanさんので、１秒のタイマーを使用しているのは、リアルタイムで、現在時刻を更新している為です。
　　　　　ファイルのタイムスタンプがゼロは、パソコンからファイルの削除でトラぶったことがあったので、お勧めしません。
　　　　　秋月電子のRTC-8564NBを使用すれば、リアルタイムクロックを実現できます。このＩＣを電池でバックアップ。
　　８．　diskio.h　や　ff.h　（tff.h）の先頭で、マクロの定数指定で機能の選択ができます。これで、ＲＯＭサイズを削減できます。

　今回変更した点
　　　　　　　　　この表は、工事中です。

NO		Atmega64（オリジナル）	Ａｔmｇａ１６８
１	10msタイマー		８ビットタイマー　コンペアマッチ割り込みを使用する。レジスタ内部のＢＩＴ構成が異なるため、修正が必要
２	１秒タイマー	32768hzの時計用クロックを使用して、タイマーＡ	使用せず（必要な場合は10msタイマーより作成可能）
３	RS232C通信	ＵＳＡＲＴを使用しRS232C用ＩＣ等を使用して、論理反転する。	chanさんのソフトで実現（アセンブラ）　３８４ｋｂｐｓ接続は、簡易回路。
４	クロック	外付け　9.216Mhz	内臓８Mhz　RS232Cで意識する
５	ＳＰＩ通信用	ＳＰＩ通信機能を使用ＰＢ０～ＰＢ３を使用	ＳＰＩ通信用　　制御レジスタは変更無く使用可能ＰＢ２～ＰＢ５を使用（ソフト・ハードの変更が必要）





８	ＳＤカード電源制御		制御せず常時ＯＮ

　　　　　　手持ちの全てのＳＤカード　ＳＤカード１６ＭＢ(FAT12）、２５６ＭＢ(FAT16）、miniＳＤカード１６ＭＢ(FAT12）、
　　　　　ｍｉｃｒｏＳＤカード３２ＭＢ(FAT12）が使用可能でした。
　　　　　どれも、安定してアクセスできています。エラーになることは、ありません。
　　　　　ＦＡＴ１６がＯＫでしたので、２ＧＢのカードも使用できるはずです。
　　　　

　　　　　オリジナルソースとの比較は、このコンペアツールＦＤが見やすいと思います。フォルダーの比較が可能。
　　　　　http://www.vector.co.jp/soft/dl/win95/util/se113286.html

　　　　　chan さんの　元になったソース日付けは，07. 2. 4　で最新ではありません。

　　　　　１．　　最初の版

　　　　　　　　　ソースなど、これです。　　mega168-sd-01.lzh

　　　　　　　　　main.c の　５行目から　下記のようになっています
　　　　　　　　　　#define _EX_MODO 0
　　　　　　　　　　// _EX_MODO :
　　　　　　　　　　// 0 : disk_read　　　等　のFATファイルシステムを使用しない
　　　　　　　　　　// 1 : f_open f_read　等　のFATファイルシステムを使用する

　　　　　　　（１）　#define _EX_MODO 0　とした場合

　　　　　　　　　　0を指定し、makefile　の４行目で　tff.o　を指定しなければ、rom、ram　がコンパクトになります。
　　　　　　　　　　尚tff.o　を指定しても、サイズは大きくなりますが動きます。

　　　　　　　　　　セクタ単位（５１２バイト）の読み込み書き込みができます。　ＦＡＴファイルシステムを無視することで
　　　　　　　　　　かまわなければ、セクタ番号を変えて自由にＩ／Ｏできます。

　　　　　　　　　　サンプルソースの操作手順は、キーボードからコマンドを出します

　　　　　　　　　　　　　Ｉ　：　ＳＤカードの初期化（formatや、fdiskではありません）。　ゼロで成功。
　　　　　　　　　　　　　　　　他のコマンドを実行する前に、最初に実行する必要があります。
　　　　　　　　　　　　 r 　：　１セクタ読んで（ゼロで成功）、ダンプする。読み込み位置（セクタ番号）を＋１
　　　　　　　　　　　　Ｒ　：　　１セクタ読んむ（ゼロで成功）。　読み込み位置（セクタ番号）を＋１
　　　　　　　　　　　　Ｂ　：　　１セクタ読んむ（ゼロで成功）。　読み込み位置（セクタ番号）を－１
　　　　　　　　　　　　d　：　　読み込んだデータをダンプ
　　　　　　　　　　　　ｗ　：　バッファの内容を書き込みます。事前にＳコマンド等で内容を変更した場合は、一旦電源を落とし、
　　　　　　　　　　　　　　　　再度立ち上げて書き込んだことが確認できます。
　　　　　　　　　　　　　　　　ただし、ＦＡＴファイルシステムで使用している場所に書き込んだ場合は、パソコンに接続した
　　　　　　　　　　　　　　　　カードリーダ（ライタ）からアクセスできなくなる場合や、内容が破壊される場合があるのでその覚悟
　　　　　　　　　　　　　　　　が必要です。解決する場合は、ＳＤカードのフォーマットが必要になります。
　　　　　　　　　　　　　　　　フォーマットを避ける場合は、未使用のセクタ（番号を大きくして）を使用して書き込む事をお勧め
　　　　　　　　　　　　　　　　します。
　　　　　　　　　　　　　　　　フォーマットにより、アクセスが極端に遅くなる場合が、あるそうです。（クラスターのサイズ等が
　　　　　　　　　　　　　　　　変わるため。）
　　　　　　　　　　　　Ｓ　：　バッファの内容を一部変更しています。　変更内容に意味はありません。

　　　　　　　　　　　　読み込み（書き込み）位置を変える場合は、
　　　　　　　　　　　　CnnnnP とします。　　nnnnは、１０進数。例えば
　　　　　　　　　　　　　　Ｃ０Ｐ　　　　：　セクタ番号を0に。
　　　　　　　　　　　　　Ｃ２０００Ｐ　：　　セクタ番号を２０００に。

　　　　　　　　　　　　使い方としては、まず　Ｉ　コマンドで初期化を行い。　ｒ　コマンドで読んだデータがダンプされます。
　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　（２）　#define _EX_MODO １　とした場合
　　
　　　　　　　　　　　ＦＡＴファイルシステムを使用した、ファイルを意識した扱いのサンプルです。
　　　　　　　　　　　makefile　の４行目で　tff.o　が必要になります。

　　　　　　　　　　　コマンド　Ｘ　を入力すると、　file9876.txt　を　dstf000.txtとして新規にコピーを作成します。
　　　　　　　　　　　これを確認するには、　file9876.txt　事前に書き込んでおいて下さい。　ファイル作成日付は
　　　　　　　　　　　固定した値が入ります。　現在バッファ長は、80バイトとなっていて、読み書きする度に　ステータス
　　　　　　　　　　　を表示するので、ファイルサイズが大きいと、その表示が延々と出ますので注意してください。
　　　　　　　　　　　ステータス（resの値）が全てゼロなら、コピー成功です。
　　　　　　　　　　　バッファサイズを多くすれば、read／write回数が減りますが、ｒａｍ　の残りサイズにより何処まで大きくできるか
　　　　　　　　　　　わかりません。(試していません）
　　

　　　２．　　上記の機能を１つにした版です。　５１２バイトのバッファーを兼用してるので、少し分かりにくいかも。

　　　　　　　　ソースなど　　mega168-sd-02.lzh　　　2007.3.29

　　　　３．　　１の改造版です。

　　　　　　　　　　　mega168-sd-03.lzh　　　2007.4.4

　　　　　　　　　　　　　　　　　１に加えて

　　　　　　　　　　　　　　　　　ｓ　：　１セクタ読んで、１６バイトダンプする。読み込み位置（セクタ番号）を＋１
　　　　　　　　　　　　　　　　　ｂ　：　１セクタ読んで、１６バイトダンプする。読み込み位置（セクタ番号）を－１
　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ　：　ゼロセクタ（ＭＢＲレコード）、ＢＰＢレコード、ディレクトリエントリの最初のセクタ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　をダンプする。
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｔ　：　　ルートディレクトリーの全ファイルの、全セクタを読み出す。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆコマンド実行後に行う必要があります。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　disk_read を使用し、クラスタのチェインをたどっています。　FAT12,FAT16に対応。

　　　　　　　　　　　　　　　　　セクタ番号の表示は、１６ｂｉｔまでの対応なので、それ以上は、正しく表示されません。

　　　　　　　　　　http://nishikawa.or.tv/shop/e_shop.cgi　　西川電子部品　miniＳＤカードコネクタ（沢山買った人は私に分けて下さい）

	回路図です。　chanさんのそのまま流用１０、１１のプルアップ抵抗がありませんが、Ｈ８やＡＶＲではマイコンのプルアップの機能を使用してました。ここをプルアップで使用した場合１０（INS#）は、Ｈ：カードなし、Ｌ：カード挿入状態１１（ＷＰ）は、Ｈ：ＷＰなし、Ｌ：ＷＰありとなります。プルアップが無いと、Ｈにならずオープン状態になります。ＦＥＴは、ゲートがＬで電源オン。 CSに接続しているＬＥＤの電流制限抵抗は、１ＫΩ では、LEDにより少し暗いかも。アクセス時に一瞬光るだけだから。ここは輝度を上げるようにした方が良いです。
	黒いチップは、電源制御のＦＥＴ（2SJ355）上部のledは、電源とアクセスランプ SDカードのソケットは、秋月電子で購入ソケットの裏に、丸い突起が２つあります。径の大きい突起は、削り落としました。径の小さい突起は、スルーホールにピッタリはまるので、ソケットの位置決めに丁度良いです。７，８，１０，１１の部分のスルーホール（2個）は、表からザグリ加工すると、配線が楽になります。ソケット内部にＳＷがあり、カード挿入有無、書き込みロックSWの状態で、ＯＮ／ＯＦＦします。左の写真では、ソケットの端子は、上部が９、下部が１１と上の回路図とは、位置が逆になります。
	裏はこうなってますプルアップ、プルダウン抵抗など真中のチップ部品は、４．７μＦのコンデンサ 22uＨのコイルはまだ未購入（電源を制御しないなら不要ですね）裏からスルーホールに半田を流す場合は、表側に半田が盛り上がり、ＳＤCARDと干渉する恐れがあるので、表側からスルーホールをザグり、カプトンテープを貼ってあります。
	上記のをここに刺して使用します。カードの有無、ライトプロテクト、電源の制御線は、未配線です。電源制御は、常にオン状態。上は、電源ＳＰＩ制御は、左側で上からＣＳ　　ＰＢ．B２を　　ＳDカードのＣＳＤＯ　　ＰＢ．B３を　　SDカードのＤＩＤＩ　　ＰＢ．B４を　　SDカードのＤＯＣＬＫ　ＰＢ．B５を　　SDカードのＣＬＫに接続します。
	ＲＳ２３２Ｃとの通信は、抵抗のみの簡易回路。ＣＯＭポートに直接つなぎます。接続の確認は、　　ＴＸＤ（送信）は、電圧ゼロの端子。　　ＲＸＤ（受信）は、－９Ｖ前後の端子。ＳＤカードとのＷＰとINS#は、結線なし。
	接続してatmega168につないだ状態電源電圧は、３．３Ｖです。ＳＤＣＡＲＤは、使用電圧が、２．７Ｖ～３．６Ｖ程度なので、５Ｖでは壊れると思います。
	ＳＨ２－７１４４につないだ場合は、こんな形です。こちらも、うまいこと動作してます。ＳＰＩの通信をソフトで行っている為、Atmega168 より遅いです。
	手元にあるのは、みんな使えました左から miniＳＤカード（１６ＭＢ）　と　ＳＤカードアダプター microＳＤカード（３２ＭＢ）と　ＳＤカードアダプターＳＤカード　（１６ＭＢ）ＳＤカード（２５６ＢＭ）２５６ＢＭのみＦＡＴ１６その他は、ＦＡＴ１２