【正文】 A0 引腳為高電平時(shí)選擇命令端口，可以寫(xiě)入命令；當(dāng) A0 引腳為低電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)端口，可以讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。 內(nèi)置固件可以處理 MassStorage 海量存儲(chǔ)設(shè)備的通訊協(xié)議，要求 USB 存儲(chǔ)設(shè)備支持 BulkOnly傳輸協(xié)議，支持 SCSI、 UFI、 RBC或者等效的命令集，并且數(shù)據(jù)端點(diǎn)的最大包長(zhǎng)度是 64 字節(jié)，但是默認(rèn) 端點(diǎn) 0 的最大包長(zhǎng)度可以是 1 32 或者 64 字節(jié)。在 USB 主機(jī)方式下， CH375 支持各種常用的 USB 全速設(shè)備。 CH375 芯片內(nèi)部具有 7 個(gè)物理 端點(diǎn)： 端點(diǎn) 0 是默認(rèn)端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區(qū)各是 8 個(gè)字節(jié)； 端點(diǎn) 1包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是 8個(gè)字節(jié)，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是 81H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是 01H； 端點(diǎn) 2 包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是 64 個(gè)字節(jié)，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是 02H； 主機(jī)端點(diǎn)包括輸出端點(diǎn)和輸入端點(diǎn)，輸出和輸入緩沖區(qū)各是 64 個(gè)字節(jié)，主機(jī)端點(diǎn)與端點(diǎn) 2合用同一組緩沖區(qū)，主機(jī)端點(diǎn)的輸出緩沖區(qū)就是端點(diǎn) 2 的上傳緩沖區(qū)，主機(jī)端點(diǎn)的輸入緩沖區(qū)就是端點(diǎn) 2 的下傳緩沖區(qū)。 控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器用于自動(dòng)處理常用的控制傳輸?shù)亩鄠€(gè)階段，簡(jiǎn)化外部固件編程。 異步串行接口用于代替被動(dòng)并行接口與外部單片機(jī) /DSP/MCU 交換數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用于緩沖 USB 接口 SIE 收發(fā)的數(shù)據(jù)。 PLL 倍頻器用于將外部輸入的 12MHz 時(shí)鐘倍頻到 48MHz，作為 USB 接口 SIE 時(shí)鐘。當(dāng)使用 工作電壓時(shí)， CH375 芯片的 V3引腳應(yīng)該與 VCC引腳相連接，同時(shí)輸入外部的 電源，并且與CH375 芯片相連接的其它電路的工作電壓不能超過(guò) 。 CH375芯片支持 5V電源電壓或者 電源電壓。外圍電路只需要在 XI 和 XO 引腳之間連接一個(gè)標(biāo)稱頻率為 12MHz的晶體，并且分別為 XI 和 XO 引腳對(duì)地連接一個(gè)高頻振蕩電容。 CH375芯片正常工作時(shí)需要外部為其提供 12MHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 RST引腳和RST引腳是復(fù)位狀態(tài)輸出引腳，分別是高電平有效和低電平有效；當(dāng) CH375電源上電復(fù)位或者被外部強(qiáng)制復(fù)位以及 復(fù)位延時(shí)期間， RST 引腳和 RST引腳分別輸出高電平和低電平； CH375復(fù)位完成后， RST 引腳和 RST引腳分別恢復(fù)到低電平和高電平。 RSTI 引腳用于從外部輸入異步復(fù)位信號(hào)；當(dāng) RSTI 引腳為高電平時(shí)， CH375芯片被復(fù)位；當(dāng) RSTI 引腳恢復(fù)為低電平后， CH375會(huì)繼續(xù)延時(shí)復(fù)位 20mS 左右，然后進(jìn)入正常工作狀態(tài)。如果為了芯片安全而串接保險(xiǎn)電阻或者電感，那么交直流等效串聯(lián)電 阻應(yīng)該在 5Ω之內(nèi)。 CH375 的 ACT引腳可以外接串了限流電阻的發(fā)光二級(jí)管 LED，用于指示相關(guān)的狀態(tài)。在內(nèi)置固件的 USB設(shè)備方式下，當(dāng) USB 設(shè)備尚未 配置或者取消配置后，該引腳輸出高電平；當(dāng) USB 設(shè)備配置完成后，該引腳輸出低電平。如果啟用串行接口，那么復(fù)位完成后 TXD引腳將用于串行數(shù)據(jù)輸出，并且 CH375 芯片只能工作于 USB 主機(jī)方式。 其它功能簡(jiǎn)介 在 CH375 芯片的復(fù)位期間， TXD引腳用于選擇通訊接口。第 9位為 0時(shí)，前 8位的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 CH375芯片中，第 9位為 1時(shí)，前 8位被作為命令碼寫(xiě)入 CH375芯 片中。 INT輸出的中斷請(qǐng)求是低電平有效，用于通知單片機(jī)。通過(guò)串行接口， CH375 可以用最少的連線與單片機(jī)、 DSP、 MCU 進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 圖 2 CH375芯片的電器參數(shù) CH375工作于串口模式下 串行接口只能用于 USB 主機(jī)方式， CH375 芯片的 USB 設(shè)備方式不支持串口。但是對(duì)于 USB存儲(chǔ)設(shè)備， CH375 內(nèi)置了相關(guān)協(xié)議，通常情況下，外部單片機(jī)不需要編寫(xiě)固件程序，就可以直接通訊。 CH375的 USB 主機(jī)方式支持并行接口和串行 接口。 12）采用 SOP28 封裝，可以提供 SOP28 到 DIP28 的轉(zhuǎn)換板。 10）串行接口包含串行輸入、串行輸出、中斷輸出，支持通訊波特率動(dòng)態(tài)調(diào)整。 8）通過(guò) U 盤(pán)文件級(jí)子程序庫(kù)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)讀寫(xiě) USB 存儲(chǔ)設(shè)備中的文件。 6）內(nèi)置控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器，簡(jiǎn)化常用的控制傳輸。 4）支持 USB 設(shè)備的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸。 2）全速設(shè)備接口，完全兼容 CH372 芯片，支持動(dòng)態(tài)切換主機(jī)與設(shè)備方式。 CH375的 USB 主機(jī)方式支持常用的 USB 全 速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò) CH375 按照相應(yīng)的 USB 協(xié)議與 USB 設(shè)備通訊。在本地端， CH375具有 8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫(xiě)、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地 掛接到單片機(jī) /DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。鑒于復(fù)雜的 USB 協(xié)議，我們覺(jué)得可以采用 USB 讀寫(xiě)模塊，這樣只要將 USB 讀寫(xiě)模塊嵌入到用戶單片機(jī)系統(tǒng)中，就可以通過(guò)單片機(jī)的串口與 USB 讀寫(xiě)模塊之間的通信，進(jìn)而讀寫(xiě) U盤(pán)里面的數(shù)據(jù)，還可以方便的利用 U 盤(pán)儲(chǔ)存海量的 AD 轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)等。 USB 系統(tǒng)包括兩部分： USB 主機(jī)和 USB 外設(shè)，它們組合在一起就構(gòu)成了完整的 USB 系統(tǒng)。因此將單片機(jī)技術(shù)與 U盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)兩者結(jié)合起來(lái)，利用單片機(jī)直接讀寫(xiě) U 盤(pán)，并通過(guò)總線方式與嵌入式系統(tǒng)的其它部分實(shí)現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)的通信。但目前所面臨的問(wèn)題是， U盤(pán)主要應(yīng)用于 PC機(jī)系統(tǒng)中。 根據(jù)我們的調(diào)查和了解，我們發(fā)現(xiàn)， 隨著 Flash Memory非易失存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，基于 USB接口的閃存即 U盤(pán)現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。而 51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)、高性價(jià)比被廣應(yīng)用于測(cè)控儀器等自動(dòng)化領(lǐng)域。 二， 研究的意義 USB 是近年發(fā)展起來(lái)的一種快速、靈活的總線接口。如今，USB 技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普及和成熟，低成本、高穩(wěn)定性、較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和即插即用的方便性，使其備受硬件廠商的青睞。 USB 有著其它接口不可替代的優(yōu)勢(shì)。因此在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設(shè)備，儀器上使用 USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備接口的芯片便相繼產(chǎn)生了， CH375 就是其中之一，它是一個(gè) USB 總線的通用接口芯片，支 持 HOST 主機(jī)方式和 SLAVE 設(shè)備方式。根據(jù) USB 的規(guī)范，可以看到在 USB 的拓樸結(jié)構(gòu)中居于核心地位的是主機(jī)，每一次的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機(jī)發(fā)起和控制。隨著 USB 規(guī)范的完善和成熟， USB 外設(shè)的種類(lèi)不斷豐富，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī) U盤(pán) U盤(pán)模塊 串口 通信 RS232接口 CH375 電平 一， 引言 半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)計(jì)算機(jī)向微型化發(fā)展的革命，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展， USB（ Universal Serial Bus）存儲(chǔ)設(shè)備的使用已經(jīng)非常普遍， USB 用于將適用 USB 的外圍設(shè)備(device)連接到主機(jī) (host)，實(shí)現(xiàn)二者之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐獠靠偩€結(jié)構(gòu)；是一種快速、靈活的總線接口。同時(shí)，還簡(jiǎn)單的介紹了， U盤(pán)讀寫(xiě)之中需要注意的幾個(gè)協(xié)議等。本文主要介紹一種技術(shù)成熟 U盤(pán)讀寫(xiě)芯片 CH375和以此芯片為核心的 U盤(pán)讀寫(xiě)模塊，簡(jiǎn)單介紹了 CH375芯片的構(gòu)造和特點(diǎn)，以及 U盤(pán)模塊的應(yīng)用特點(diǎn)。這樣，便可以把 U盤(pán)的大容量存儲(chǔ)，方便易用的功能從 PC機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展到單片機(jī)系統(tǒng)中，可以方便 在室外進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的采集?；?USB總線技術(shù)的 USB儲(chǔ)存設(shè)備簡(jiǎn)稱 U盤(pán)，它具有支持熱拔熱插，儲(chǔ)存量大，耐用，和輕巧方便的特點(diǎn)。 基于單片機(jī)的 U 盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸裝置 摘要 :隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種嵌入式系統(tǒng)的逐漸應(yīng)用于工作現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和控制之中。USB總線技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)據(jù)傳輸和采集技術(shù)，變得簡(jiǎn)單，易攜和方便使用?；趩纹瑱C(jī)技術(shù)的 U盤(pán)數(shù)據(jù)采集是把單片機(jī)系統(tǒng)作為主機(jī)系統(tǒng)，再利用支持 USB總線協(xié)議的 U盤(pán)讀寫(xiě)芯片或者模塊來(lái)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集或者傳輸。例如，可以將單片機(jī)系統(tǒng)中 AD轉(zhuǎn)換后采集到的數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存到 U盤(pán)之中，以便于利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)行整理或分析。再次，介紹了串口版 U盤(pán)模塊的應(yīng)用，并設(shè)計(jì)了串口模塊和單片機(jī)之間的通信的應(yīng)用方式，并附有模塊和單片機(jī)之間采用 RS232電平進(jìn)行通信的連接電路圖。最后附錄中的程序提供了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)以字節(jié) 的方式對(duì) U盤(pán)的讀和寫(xiě)的程序。它最大的特點(diǎn)是易于使用，攜帶方便，主要是用在中速 ,低速的外 設(shè)。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，主要是 PC 扮演著主機(jī)的角色。但是隨著單片機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的日益增長(zhǎng)， USB 外設(shè)的應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，為此在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì) USB外設(shè)控制也變得日益迫切。 如今的 USB 就象當(dāng)日的 RS232，最終發(fā)展必是業(yè)界的主流外設(shè)接口技術(shù)。隨著 USB 技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)普遍采用 U 盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)。隨著數(shù)據(jù)采集和單片機(jī)用戶對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)的需求越來(lái)越大，具有 USB 接口的存儲(chǔ)設(shè)備以其優(yōu)異的性價(jià)比和靈活性常用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換，所以在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)的 直接讀寫(xiě)是非常有價(jià)值的。它最大的特點(diǎn)是易于使用、可熱插拔、接口連接靈活，并且能夠提供外設(shè)電源，在嵌人式系統(tǒng)及智能儀表中得到廣泛的應(yīng)用。因此用51系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn) USB 主機(jī)接口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì) USB 外設(shè)的控制，對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等性能都有很大的作用。從理論上講，以 U盤(pán)作為便攜式采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)載體完全能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間采集海量數(shù)據(jù)的要求。以單片機(jī)等微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，尚缺少與 U盤(pán)的直接接口技術(shù)。采用單片機(jī)直接控制讀寫(xiě) U 盤(pán)，關(guān)鍵在于 USBHOST技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，即單片機(jī)作為 USB 主機(jī)系統(tǒng)。 USB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中居于核心地位的是 Host（也稱為主機(jī)），任何一次 USB 的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機(jī)來(lái)發(fā)起和控制，所有的 USB 外設(shè)都只能和主機(jī)建立連接，任何兩個(gè)外設(shè)之間或是兩個(gè)主機(jī)之間無(wú)法直接通信。 三 , USB 總線接口芯片 CH375 概述： CH375 是一個(gè) USB總線的通用接口芯片，支持 USBHOST主機(jī)方式和 USBDEVICE/SLAVE設(shè)備 方式。在 USB主機(jī)方式下， CH375還提供了串行 通訊方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī) /DSP/MCU/MPU 等相連接。 CH375 還內(nèi)置了處理 MassStorage 海量存儲(chǔ)設(shè)備的專(zhuān)用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫(xiě)常用的 USB 存儲(chǔ)設(shè)備（包括 USB 硬盤(pán) /USB閃存盤(pán) /U 盤(pán)） 特點(diǎn) 1）全速 USBHOST 主機(jī)接口，兼容 USB ，外圍元器件只需要晶體和電容。 3）主機(jī)端點(diǎn)輸入和輸出緩沖區(qū)各 64 字節(jié)，支持常用的 12Mbps 全速 USB 設(shè)備。 5）自動(dòng)檢測(cè) USB 設(shè)備的連接和斷開(kāi)，提供設(shè)備連接和斷開(kāi)的事件通知。 7） 內(nèi)置固件處理海量存儲(chǔ)設(shè)備的專(zhuān)用通訊協(xié)議，支持 BulkOnly傳輸協(xié)議和 SCSI、 UFI、 RBC 或等效命令集的 USB 存儲(chǔ)設(shè)備（包括 USB 硬盤(pán) /USB 閃存盤(pán) /U 盤(pán)）。 9）并行接口包含 8 位數(shù)據(jù)總線， 4 線控制：讀選通、寫(xiě)選通、片選輸入、中斷輸出。 11）支持 5V 電源電壓和 電源電壓， CH375A 芯片還支持低功耗模式。 圖 1 CH375各引腳說(shuō)明 功能說(shuō)明 CH375 芯片可以工作于 USBHOST 主機(jī)方式或者 USB 設(shè)備方式。在 USB主機(jī)方式下， CH375支持各種常用的 USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)需要編寫(xiě)固件程序按照相應(yīng)的 USB協(xié)議與 USB 設(shè)備通訊。 CH375 芯片在本地端提供了通用的被動(dòng)并行接口和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行接口。串口信號(hào)線包括：串行數(shù)據(jù)輸入引腳 RXD、串行數(shù)據(jù)輸出引腳 TXD、中斷輸出引腳 INT。 CH375芯片的 RXD 和 TXD可以分別連接到單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)輸出引腳和串行數(shù)據(jù)輸入引 腳。 CH375 的串行數(shù)據(jù)格式是 1個(gè)起始位、9個(gè)數(shù)據(jù)位、 1個(gè)停止位，其中前 8個(gè)數(shù)據(jù)位是一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，最后 1個(gè)數(shù)據(jù)位是命令標(biāo)志位。CH375的串行通訊波特率默認(rèn)是 9600bps，單片機(jī)可以隨時(shí)通過(guò) SET_BAUDRATE 命令選擇合適的通訊波特率。如果 CH375 在復(fù)位期間檢測(cè)到 TXD引腳為低電平則啟用并行接口，否則啟用串行接口。 CH375芯片的 ACT引腳用于狀態(tài)指示。對(duì)于 CH375A 芯片，在 USB主機(jī)方式下，當(dāng) USB 設(shè)備斷開(kāi)后，該引腳輸出高電平；當(dāng) USB設(shè)備連接后，該引腳輸出低電平。 CH375 芯片的 UD+和 UD引腳是 USB 信號(hào)線，工作于 USB 設(shè)備方式時(shí)，應(yīng)該直接連接到 USB總線上；工作于 USB 主機(jī)方式時(shí)，可以直接連接到 USB設(shè)備。 CH375芯片內(nèi)置了電源上電復(fù)位電路，一般情況下，不需要外部提供復(fù)位。為了在電源上電期間可靠復(fù)位并且減少外部干擾，可以在 RSTI引腳與 VCC 之間跨接一個(gè)容量為 左右的電容。 RST 和 RST引腳可以用于向外部單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)。一般情況下，時(shí)鐘信號(hào)由 CH375內(nèi)置的反相器通過(guò)晶體穩(wěn)頻振蕩產(chǎn)生。如果從外部直接輸入 12MHz時(shí)鐘信號(hào)，那么應(yīng) 該從 XI 引腳輸入，而 XO 引腳懸空。當(dāng)使用 5V 工作電壓時(shí)， CH375 芯片的 VCC引腳輸入外部 5V 電源，并且 V3 引腳應(yīng)該外接容量為 左右的電源退耦電容。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)