在单片机上实现usb移动存储

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1、在单片机上实现USB移动存储第1章主要硬件芯片介绍1.1系统总体设计  USB主机系统设计是一个软、硬件结合的整体，宏观上主要包括三个层次的设计：USB总线物理层接口设计、USB核心系统设计和USB客户系统设计。总线接口主要处理主机与设备之间的电气及协议层的互连，是信息包进出的物理桥梁；USB核心系统主要管理和协调主机与从机间的逻辑数据传输，解析双方联系的握手协议，是验证信息包的逻辑关卡；客户系统是最终用户直接和USB设备功能交互的逻辑平台，不同的USB设备归属于不同的类，是利用相关的类协议来实现的，所以客户系统驱动程序具有多变性，需要

2、为专门的类定制专门的驱动程序。在单片机上实现USB移动存储功能，具体包括USB主机接口的硬件设计和整机USB驱动固件的设计。其中驱动固件的设计具体又包含几个协议的实现：USB1.1控制传输协议、USBBULK传输协议、USB海量存储类协议、UFI磁盘操作命令和FAT文件系统标准等。1.2硬件设计1.2.1USB主控制器   USB主控制器主要是完成底层物理接口设计，是USB系统架构的必要部分，是USB数据包进出的必经通道。本系统采用的USB主机芯片是Cypress公司的SL811HS。Cypress公司是最早从事USB芯片开发的公司之一

3、，其EZ-USB系列芯片在业界有非常好的口碑。SL811HS是当经第一个支持USB主从机的接口芯片，性能稳定，资料全面。（1）芯片特性    SL811HS是自动兼容USB全速或者低速的嵌入式USB主从机的接口芯片，它支持微处理器、微控制器或者DSP的USB接口设计，同时也可以直接连到ISA、PCMICA等其它总线[8]，芯片使用标准的USB1.1协议。SL811HS通过内部集成的全/低速传输引擎产生USB串行接口功能，在全速时带宽为12Mbps，低速时为1.5Mbps。芯片支持8位并行数据端口或者I/O口的设计，同时也支持DMA，自动

4、中断检测连接口，可以非常容易地在MCS-51系列微处理器、摩托罗拉微控制器或者其它控制芯片上完成设计。总的来说具有如下特性：1.可在软件控制下，单一地实现主机或者从机功能，28脚PLCC，48脚TQFP封装。1.低速1.5Mbps，高速12Mbps，主从模式下都一样。2.自动检测连接设备是否为高速或者低速。3.支持8位双向并口传输，或者I/O口，DMA传输。4.片上集成SIE和USB传输器。5.片上集成了一个USB根集线器。6.256字节内部SRAM,支持乒乓传输。7.工作频率在12M或者48M，3.3伏供电，最高5伏耐压接口。8.支持

5、总线挂起、唤醒和掉电模式。9.自动产生SOF和循环冗余校验，自动地址增长模式，保存读写周期。SL811HS内部电路结构见图1.1 （2）相关寄存器介绍   USB系统驱动的编程，实质上就是对SL811HS的寄存器和一些缓存区的读写，SL811HS内部一共有256个字节的缓存，高端240个字节作为通用内存，可以随意访问，低端16个字节是特殊功能寄存器，USB的一些规范就融合在里面。SL811HS有A、B两套并行的寄存器，功能和使用完全一样，见表1.1。 （3）接口电路   SL811HS既可以作为嵌入式的主机又可以作为设备，灵活性非常大。

6、它可以直接连到处理器或者按内存映射的方式接到ARM处理器上。硬件设计时候主要注意几个关键引脚的处理：1.nCS：低电平有效，使能SL811HS接口和读写寄存器与内存。必须使nCS在一个传输周期中至少要保持65纳秒以上才能进行有效的通信。2.nWR：低电平有效，要使数据有效nWR也至少需要持续65个纳秒以上。一但nWR 为低时，总线上的信息至少要保持5个纳秒。3.nRD：低电平有效，读取数据之前，必须先写入地址，nRD的最小周期是65个纳秒。一但nRD为低时，总线上的信息至少要保持5个纳秒。4.A0：低电平时代表地址，高电平时代表数据。A

7、0至少要保持10个纳秒以上才能保证数据正确写入。5.INTRQ：高电平有效，当传输事务完成，或者有外部设备接入时，就会触发中断。通过写入中断寄存器可以清除中断。6.nRest:低电平有效，SL811HS上电后需要复位。常见8位嵌入式处理器和SL811HS的连接见图1.2。SL811HS读时序见图1.3，写时序见图1.4。   1.2.2微处理器   本设计的主要目的是在普通单片机下能够使用USB移动存储，同时通过该系统的串口能够完成让外部的嵌入式设备也能使用USB移动存储。主机处理器芯片选用兼容MCS-51指令的AT89C52，并外扩一

8、个32K的RAM。系统的功能设计见图1.5。    AT89C52控制器主要是通过SL811HS对USB移动存储进行操作，外部控制按钮（小键盘）输入不同的值可以实现不同的功能，比如写文件、读文件、建立目录或