第8光盘驱动器和软盘驱动器-PPT文档资料

2学时 2学时
磁盘子系统的技术指标
存储容量 存储密度 存取时间 数据传输率
12.1 软盘子系统
软盘子系统 软盘驱动器 软盘控制器 驱动程序
12.1.1 软盘驱动器
构成： （1）磁盘读写机构
盘片定位/驱动机构 磁头定位/驱动机构 索引信号检测机构
（2）主轴电机 （3）步进电机控制电路
读写电路
写电路 读电路 抹除电路
光盘的特点和类型 光盘读写原理
12.3.1 光盘的特点和类型
特点： 容量大 速度快 不易损坏 性能价格比高
类型： 只读光盘 可只写一次的光盘 可擦式光盘
12.3.2 光盘读写原理
光盘系统的工作原理图
本章重点
软盘子系统中控制器和驱动器的连接，控制器和 主机之间的连接
13H驱动程序扇区子程序和写扇区子程序的流程 硬盘系统的特点 硬盘驱动器和控制器的工作原理 硬盘驱动程序和硬盘驱动程序的关系 光盘的读写原理
教学建议
讲清软盘、硬盘、光盘的读写原理，着重 和主机的连接信号以及驱动程序的功能
本章用4学时，其中： 软盘子系统和13H驱动程序 硬盘和光盘子系统
软盘的外形结构
12.1.2 软盘控制器
软盘控制器的功能 软盘控制器和驱动器的连接 软盘控制器和主机之间的连接
1. 软盘控制器的功能
对主机命令的转换和传送 数据的串/并双向转换 驱动器的状态检测和传送
2. 软盘控制器和驱动器的连接
软 盘 子 系 统 的 原 理 图
控制器送往驱动器的主要信号 驱动器选择信号 主轴电机允许信号 磁头选择信号 步进方向信号 磁头步进信号 写允许信号 写入数据
中 和 软 盘 操 作 有 关 的 功 能
2. 读扇区子程序的流程

一、光盘驱动器的结构 光驱由机械器件、电子器 件和光学器件三部分组成。 其结构包括光盘头、激光器、 光电检测器、光学器件和伺 服控制系统等。如图8-1所示。
2020年11月16日 星期一1时18分
第一节 光盘驱动器的基本结构及原理
3
36秒
1．光盘头 光盘头是光盘的读出系统，如同磁盘的磁头一样，它发射出来的激 光束照射到光盘的反光面上，被反光层反射后，经光电检测器将反射 回的激光束转换为电信号，再经电子线路处理后得到信号编码，编码 经译码后便得到读出的数据。光盘头得到从光盘表面反射回的激光束 信号，还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差，这些误差信号使聚焦伺 服系统和径向光道跟踪伺服系统动作，将激光束调整到最佳位置。
第一节 光盘驱动器的基本结构及原理
6
36秒
利用该误差信号去控制光学头中的音圈电机，音圈电机带动物 镜上下移动，使激光束焦点(直径约1µm)始终落在光盘的信息面上。
2020年11月16日 星期一1时18分
第一节 光盘驱动器的基本结构及原理
7
36秒
(2)径向光道跟踪伺服系统的目的是使激光束始终落在光盘的 光道上。由于光盘上光道很密(每英寸16000条)，若光学头的激 光束径向移动读另一光道信息时，有可能会使激光束移动到两 光道之间，而未对准光道。径向光道跟踪伺服系统采用了与聚 焦伺服系统同一个音圈电机，此电机不但可以上下移动，还可 以沿光盘径向微量移动。所以物镜也可作径向微量移动，以使 得激光束始终落在光盘的光道上。如图8-6所示。
2020年11月16日 星期一1时18分
第一节 光盘驱动器的基本结构及原理
8
36秒
(3)光盘转速控制系统的目的是用来控制光盘的转速。光盘转 速的快慢是通过单位时间读出的编码多少来得知的，当读出的 编码比标定的多时，表示转速快了，反之转速慢了。因而，可 用这信号去控制光盘驱动马达的转速，使其保持在要求的速度 上。

二、软盘
（3）扇区 进一步将每个磁道划分为若干个弧段，称为扇区 是磁盘的基本存储单位，对软盘进行读写时，无 论数据多少，总是读写一个或几个完整的扇区， 因此，一个扇区又称一个记录。在PC机中，无论 哪种磁盘，每个扇区的存储量都统一为512B，每 个磁道一般分为8、9、15或18个扇区，扇区按1、 2、3等等的顺序编号。
一、软盘驱动器
状态检测系统：
状态检测系统包括四个检测安装，它们各自向适
采用四相双拍步进行电机，由步进电机带动磁头小车沿磁盘方向作径向直线运行，从适配器接口送来的“方向”和“步进”控制脉冲，
配器输送相应的接口信号。 驱动步进电机使磁头定位到需要寻址的磁道和扇区
米苏米（MUTSUMI）软驱 00磁道检测装置 ：用于检测磁头起事道00的位置，有微动开关和光电传感器两种，磁头小车回到00道位置，应检测到“00道”信号
加载磁头：
在插盘时，上下两磁头是张开的。盘片插入 后，两磁头加载合拢。磁头被压向盘面使其间 没有空隙，一便写入时磁头磁场不被衰减，读 出时获得信噪比最好的信号。
一、软盘驱动器
寻找磁道： 磁头安装在小车上，由微型步进电机通过丝干驱 动，每发出一定个数的脉冲，便将磁头移动一定 的磁道数目，并定位在要寻找的磁道（目的磁道） 上。
到00道位置，应检测到“00道”信号 带动盘片旋转，等待读写命令的到来。
4、软盘驱动器的主要性能指标： （3）寻道安顿时间（SETTING TIME）
索引孔检测装置：由发光二级管和光敏元件组成， 移动存储器就是存储数据后可以随意移动、拆装方便的产品。
“写”是指用磁头对磁盘记录（写入）信息，“读”是指恢复（读出）原先以录入信息的过程。
（4）存储容量 存储容量指软盘所能存储的数据量，以字节为单 位，分为非格式化容量和格式化容量两种。 一个新的空白软盘在使用以前必须为它划分磁道 和扇区，并建立为使用软盘所必要的各种引导和 识别信息，这一过程叫做磁盘的格式化。

Industry Training Center
《工程训练》——*
2
第十一讲 软驱分析
本讲内容（2课时）
➢软驱的结构及原理 ➢软盘的结构 ➢磁头系统 ➢主轴系统 ➢磁头系统与主轴系统协同工作 ➢磁盘进出机构 ➢软驱主板 ➢盘片和盘套
Industry Training Center
《工程训练》——*
向信号控制下转过预定的角位移，通过丝杠-螺母副转换为磁头 小车的直线运动，使磁头找到预定的磁道。 ➢ 当磁头移动到位于最外圈的00号磁道时，小车上的档片就会遮 挡光电对管的光路，这个光电对管作为00磁道传感器，立即向 控制器发出信号，表示磁头已到00号磁道。
Industry Training Center
控制 电路
驱动 电路
直流电源
绕组换向 开关管电路
专用集成电路芯片
霍尔转 子位置 传感器
永磁转子
转子外壳 漏磁窗口
转子位置信号（霍尔电势）
索引 传感器
定子 印制板
定子 绕组
（c） 控制系统框图PWM信号
➢ 霍尔器件作转子位置传感器，用表面装贴工艺直接贴焊 在定子印制板上，三个霍尔器件成120°排布。永磁转子 转动时，处在转子磁场中的霍尔器件输出的霍尔电势幅 度随转子位置而变化，三个霍尔器件的输出电势成120° 电角度。
轴承 螺母 丝杠
主板 导轴
轴承
上磁头 支架
轴承
小翼 导轴
上磁头
上磁头 小翼 上磁头支架
下磁头
导轴和丝杠共同决定小车的直线运动轨迹，丝杠由步进电机带动。
(a) 正面
(b) 侧面
Industry Training Center
《工程训练》——*