外存储技术 　之软盘驱动器

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本节课从以下三个方面讲述计算机软驱一．概述二．软盘驱动器的结构三．软盘机的控制电路

1 、概念 : 软盘驱动器就是我们平常所说的软驱， 英文名称叫做“ Floppy Disk” 2 、软磁盘机的发展 早期的计算机一般使用 5.25 英寸软驱， 5.25 英寸软驱主要有

两种。一种为 5.25 英寸双面高密软驱 ( 也叫 5.25 寸 1.2M 软驱 ) ，可读写 5.25 英寸双面高密软盘（ 1.2M ）、 5.25 英寸双面低密软盘（ 360K ）、 5.25 英寸单面低密软盘（ 180K ）。另一种为双面低密软驱，与前者的主要区别是不能读写 5.25 英寸双面高密软盘（ 1.2M ）。后来生产出 3.5 英寸双面高密软驱( 也叫 3.5 寸 1.44M 软驱 ) ，可读写 3.5 英寸双面高密软盘（ 1.44M ）和 3.5 英寸单面高密软盘（ 720K ）。

一、概述

图片

写保护打开 写保护关闭3.5” 软驱外形

3.5” 软驱内部切面

• 软磁盘的磁道格式： 为方便地从软磁盘中查出存储的文件，要对软磁盘预先进行格式化。

扇区：为了存取数据的方便，每个磁道又分为许多称之为扇区的小区段。每个磁道 (不管是里圈还是外圈 )上的扇区数是一样的

扇区 01扇区 02

扇区 03

00 道01 道

盘地址：

园柱号（磁道号）

磁头号（面号）

扇区号

索引磁道首部

磁道

尾部

ID GAP DATA GAP

SY

NC

AM

1

ID CR

C

SY

NC

AM

2

DA

TA

CR

C

GA

P1

GA

P3

GA

P2

区段 1ID DATA

确定磁道起始和终止的点

非格式化容量 =

f * t * 磁道数 * 面数

格式化容量 =

扇区字节数 * 扇区数

* 磁道数 * 面数

3.5 英寸软盘分为高密盘和低密盘。例如在 DOS 环境下， 3.5 英寸低密盘的每个盘面划分为 0 ～ 79(80)个磁道，每个磁道分割为 9 个扇区，每个扇区存放 512 个字节，存储容量为 720KB ； 3.5 英寸高密度磁盘的盘面划分为 80 个磁道，每个磁道又分割为 18 个扇区，存储容量为 1.44MB 。

某 3.5 英寸软盘机，转速为 300rpm ，数据传输率为 500Kb/s ， 2 面，每面有 80 个磁道，每道 18个扇区，每扇区 512 字节，该盘片因为格式化用掉的存储容量为多少？

看看答案吧 !

● 磁头及磁头支持机构

● 磁盘驱动定位机构

● 磁头定位机构

● 磁头加载机构

● 磁盘保护机构

二、软盘驱动器的结构

1 、磁头 软盘磁头具有适应软盘驱动器和介质互换性的能力，为此：

R/W 头两侧备有抹头。

抹头的缝隙宽度小于道间隙宽，这样，在不抹除有效信息的情况下，可以保证道间数据与数据之间的间隔，防止道间串扰，弥补磁头中心不能完全对准磁道中心的不足，降低了磁头定位精度的要求。

将软盘准确地定位于主轴中心位置，并使其匀速转动。 由磁盘插入引导机构、主轴驱动机构、磁盘夹紧机构和磁盘弹射机构等组成。 磁盘插入引导机构使软盘初步定位于主轴中心位置，以使磁盘夹紧机构能将盘片压紧在主轴上。 主轴驱动机构用来带动盘片匀速转动，现在，使用的是薄型直流直接驱动电机。 磁盘夹紧机构用来把盘片固位在主轴上，并使之旋转。 磁盘弹射机构使盘片自动弹出。

2 、磁盘驱动定位机构

磁盘夹紧机构分以下两种：

1. 利用磁盘的中心孔直接夹紧 , 有圆柱形和杯形结构。

2. 在磁盘上预先安装一个金属或塑料卡毂 , 利用这个卡毂使磁盘与主轴夹紧 .

夹紧孔

定位孔

电机

托盘驱动销主轴

磁盘安装时 定位动作开始 定位结束

3 、磁头定位机构

组成 : 大部分采用步进电机开环控制， 由步进电机、传动件、磁头小车、 小车导轨等组成。常用的传动件 有：钢带、丝杆和螺旋凸轮等。

作用 : 准确地将磁头驱动道指定的 磁道位 置 , 以保证互换性。

磁头定位机构

4 、磁头加载机构 作用 : 给磁头一个外加力 , 以保证磁头与盘面良好接触。

由电磁铁加载和直接加载。

5 、磁盘保护机构

● 盘选择电路

● 主轴恒速驱动电路

● 状态检测电路

● 磁头定位电路

● 写入和读出电路

● 接口

三、软盘机的控制电路

1. 盘选择电路

FDC

DS1

Head Select

DS0

2. 主轴恒速驱动电路

给定电压 比 较 器校正网络

> 功放

整形f/v 转换器

测速计

直流电机

3. 状态检测电路（ 1 ） “ 00” 道检测电路

微动开关

检测传感器

A相DS

（ 2 ） 索引信号检测电路

光电检测器

光电检测器DS

接收器

霍尔元件

（ 3 ） 写保护检测电路

光电检测器

微动开关

（ 4 ）“准备好”信号检测电路

微动开关

准备好状态：（ 1 ）被选中；

（ 2 ）盘片插好；

（ 3 ）主轴电机已旋转；

（ 4 ）磁头定位在 00 道。

写数据接收器

写数据触发器

写电流开 关

恒流源

写驱动 (1)

写驱动 (2)

抹 电 流延迟电路 抹电流源

写数据 Q

Q写选通

写保护

Vcc

i1

i2

4. 写入电路 根据写入数据产生相应的写电流

原理框图

（ 1 ）写电流应足够大；

（ 2 ）写电流应保持恒定；

（ 3 ）写电流过渡过程时间应短；

（ 4 ）提供合适的抹电流。

（ 5 ）在高密度软盘机中，在 43 道以内的磁道，应减

小写电流。

对写入电路的要求

抹电路

作用：产生抹电流，以修整磁道边缘，防止道间

串扰。

抹电流应比写电流延迟导通和切断。

（为什么？）

5. 读出电路原理框图

读出电路原理框图

脉冲整型

低通滤波

微分放大

鉴零输出

前置放大

波形图

磁化状态

前放

微分

鉴零

整形

小结

1. 概述① 概念 : 软盘驱动器就是我们平常所说的软驱

英文名称叫做“ Floppy Disk” ② 软磁盘机的发展

① 盘选择电路② 主轴恒速驱动电路③ 状态检测电路④ 磁头定位电路⑤ 写入和读出电路⑥ 接口

3. 软盘机的控制电路

① 磁头及磁头支持机构② 磁盘驱动定位机构③ 磁头定位机构④ 磁头加载机构⑤ 磁盘保护机构

2. 软盘驱动器的结构

掌握与练习

1. 想想你见过那些不同的软盘驱动器 ?2. 试格式化 3.5″软盘，看看其格式化容量。3. 通过实践掌握软盘的写保护。4. 磁盘驱动器有那些组成机构？5. 软盘驱动器对写电路有那些要求？6. 软盘机有那些控制电路，各自的功能是什么？

结束