本文针对当前嵌入式系统无法大量保存数据的问题提出了一种解决方案。该方案基于MCF51JM128微控制器,实现了SPI模式对SD卡的底层读写设计,并按照FAT16文件格式将要保存的数据存储到SD卡中,从而达到扩充嵌入式系统内存的目的。本系统包含硬件设计和软件设计两个部分,在硬件设计部分实现了读写SD卡的最小硬件系统,微控制器选用的是Freescale公司出品的MCF51JM128微控制器,在此微控制器基础上,设计实现了电源管理模块、晶振电路模块、USB接口模块、串行接口模块、SD卡接口模块、BDM调试模块和复位电路模块,最终完成了读写SD卡的最小硬件系统。存储卡选用的是金士顿公司出品的容量为2G的SD存储卡,该SD卡通过在MCF51JM128微控制器上外扩的SD插槽与微处理器连接通信。软件部分实现了对硬件系统的初始化、以及SPI方式对SD存储卡进行底层读写的程序设计,并在SPI方式读写SD卡的基础上按照FAT16文件格式实现了在SD卡中创建文件、保存文件、读取文件的程序设计,最后,将虚拟串口功能移植到SD卡读写系统中,实现了通过PC机的超级终端就可以直接与SD卡进行通信的目的,给后期的分析数据和设计验证带来了很大便利。经测试证明,该系统完成了微控制器对SD卡的基本读写功能,可操作性强。通过虚拟串口验证了在SD卡中创建文件、保存文件、读取文件的功能,实现了扩充嵌入式系统内存的目的,是一种有效解决嵌入式系统内存偏小问题的方案。