上一篇文章中(http://www.buyu5683.com/Company/Detail/156999.shtml)，介紹了一種基于AVR單片機(jī)的硬盤讀寫電路，采用的是8255芯片擴(kuò)展IO口的方式。其實(shí)也可以直接用單片機(jī)的PA口和PB口接到硬盤的16根數(shù)據(jù)線上，利用PD口作為地址線和控制線，PC口接串口，作為控制指令的輸入和狀態(tài)的輸出口。這樣電路可適當(dāng)化簡(jiǎn)，但是不能用JTAG在線調(diào)試，只能用ISP下載程序到單片機(jī)。由于去掉了擴(kuò)展接口的8255芯片，所以控制程序中可以去掉初始化和操作8255芯片的代碼模塊。從整體上看，單片機(jī)上的軟件，包括主程序和各個(gè)子程序模塊。
子程序模塊完成特定的功能，包括：硬盤初始化模塊，控制參數(shù)讀寫模塊，扇區(qū)讀模塊，扇區(qū)寫模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊等組成。
圖1、單片機(jī)程序模塊
硬盤初始化模塊，完成硬盤上電復(fù)位或硬件復(fù)位操作的延時(shí)，以PIO時(shí)序讀取硬盤狀態(tài)寄存器，執(zhí)行硬盤IDENTIFY DEVICE命令，獲取硬盤基本信息，配置硬盤參數(shù)SET FEATURES命令，完成硬盤工作模式設(shè)置等工作;
硬盤控制參數(shù)讀寫模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)硬盤的控制與讀寫，需要通過(guò)對(duì)硬盤寫入指令和參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如讀寫扇區(qū)時(shí)，需要寫入要讀寫扇區(qū)的28位或48位LBA地址和扇區(qū)數(shù)，這就需要單片機(jī)以PIO時(shí)序讀寫相關(guān)的寄存器，存儲(chǔ)必要的參數(shù)，讀取需要的狀態(tài)數(shù)據(jù)。該模塊根據(jù)指令讀寫相關(guān)的參數(shù)寄存器;
扇區(qū)讀模塊：實(shí)現(xiàn)以PIO時(shí)序讀取目標(biāo)盤的數(shù)據(jù);
扇區(qū)寫模塊：實(shí)現(xiàn)以PIO時(shí)序向目標(biāo)盤寫入數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)緩沖模塊：對(duì)讀取或要寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接拆分等處理。
主程序模塊完成總體的調(diào)度和運(yùn)行，根據(jù)串口輸入的指令，完成相應(yīng)的功能，控制各個(gè)模塊執(zhí)行操作。
整個(gè)軟件部分中，最關(guān)鍵的是PIO讀寫時(shí)序的實(shí)現(xiàn)，其時(shí)序圖為：
圖2 PIO時(shí)序圖
程序?qū)崿F(xiàn)步驟為：首先寫地址信號(hào)，DA2-DA0，CS1-CS0，然后進(jìn)入等待延遲計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間T1到，拉低讀或?qū)懶盘?hào)線(DIOR-或DIOW-)，繼續(xù)計(jì)時(shí)T2-T3時(shí)刻，當(dāng)寫數(shù)據(jù)時(shí)，向數(shù)據(jù)線上加載數(shù)據(jù)，繼續(xù)計(jì)時(shí)到T2時(shí)刻，讀或?qū)懶盘?hào)拉高，當(dāng)寫數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)繼續(xù)保持T4時(shí)間，繼續(xù)計(jì)時(shí)到T9時(shí)刻，地址線無(wú)效，繼續(xù)延時(shí)計(jì)時(shí)T2i-T9時(shí)間后，一個(gè)讀寫周期結(jié)束。
部分實(shí)現(xiàn)的代碼為：
//硬盤初始化
void HardDisk_init(void)
{
byte s=0;
Write_ata_reg(DeviceAndHead,0xE0);//LBA模式
do
{
s = Read_ata_reg(Status_Command);
}while(!(s & Status_DRDY)|(s & Status_BUSY));
Write_ata_reg(Status_Command,0x91);
Wait_BSY();
}
//讀硬盤參數(shù)
int Driver_ID(void)
{
unsigned int i,j;
unsigned char data_buff[8];
while(!Disk_RDY());
Write_ata_reg(Status_Command,0xec);
while(!Disk_DRQ());
chip8255_Config(0x92);//A口、B口輸入、C口輸出，方式00
do
{
//讀取硬盤信息
for(j=0;j<8;j=j+2)
{
Write_8255PoartC(Data);
Write_8255PoartC(Data| SBIT(6));
PORTB &= ~SBIT(2);//置/CS低電平
PORTB &= ~SBIT(0);//置A0，A1為00
PORTB &= ~SBIT(1);
DDRA = 0x00;//單片機(jī)A口輸入
PORTB &= ~SBIT(3);//發(fā)送讀脈沖
data_buff[j] = PINA;
PORTB |= SBIT(3);
PORTB |= SBIT(2);//置/CS為高電平
PORTB &= ~SBIT(2);//置/CS低電平
PORTB &= ~SBIT(1);//置A1為0
PORTB |= SBIT(0);//置A0為1
DDRA = 0x00;//單片機(jī)A口輸入
PORTB &= ~SBIT(3);//發(fā)送讀脈沖
data_buff[j+1] = PINA;
PORTB |= SBIT(3);
PORTB |= SBIT(2);//置/CS為高電平
Write_8255PoartC(Data&(~SBIT(6)));
}
i=i+8;
}while(i<512);
//讀數(shù)據(jù)
void Read_Data(void)
{
DiskData_Buffer_L = 0;
DiskData_Buffer_H = 0;
chip8255_Config(0x92);//A口、B口輸入、C口輸出，方式00
Write_8255PoartC(Data);
Write_8255PoartC(Data| SBIT(6));//IOR拉高，PC6,IDE_IOR拉低
Write_8255PoartC(Data&(~SBIT(6)));//IOR拉低，PC6,IDE_IOR拉高
}
利用單片機(jī)讀寫硬盤雖然存在速度慢的缺陷，但是由于單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)較為簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方式比較靈活，因此用單片機(jī)來(lái)制作一些硬盤固件級(jí)維修工具是比較經(jīng)濟(jì)可行的，利用SD卡存取要操作的固件數(shù)據(jù)，通過(guò)SPI接口連接到單片機(jī)，通過(guò)串口發(fā)送指令，將是一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案。
關(guān)于達(dá)思科技
達(dá)思科技的全稱是達(dá)思凱瑞技術(shù)(北京)有限公司，是數(shù)據(jù)恢復(fù)行業(yè)的著名品牌，在全國(guó)乃至整個(gè)亞洲地區(qū)具有較高的知名度。達(dá)思科技是一家真正掌握數(shù)據(jù)恢復(fù)核心技術(shù)的企業(yè)，公司的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)研發(fā)中心不但承擔(dān)公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件的研發(fā)任務(wù)，還為眾多大型企事業(yè)單位擔(dān)當(dāng)數(shù)據(jù)安全顧問(wèn)的角色。達(dá)思科技對(duì)數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)的深入研究，尤其在Unix及Linux大型存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)恢復(fù)方面(包括EXT3文件系統(tǒng)刪除數(shù)據(jù)、UFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)、XFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)、IBM-AIX JFS2文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)高端技術(shù)、Vmware虛擬機(jī)數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)等)獨(dú)樹(shù)一幟，在同行業(yè)中具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，達(dá)思科技承接的其他公司無(wú)法恢復(fù)的疑難案例不計(jì)其數(shù)。
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