基于armusb便携存储模块设计

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1、基于ARMUSB便携存储模块设计摘要：介绍基于ARM控制CH375芯片实现的USB便携存储模块的设计。首先介绍USB便携存储模块原理，之后给出ARM控制CH375的具体硬件及软件设计，最后介绍USB便携存储模块在油气田井口数据实时检测及远程传输系统中的应用。利用该设计能够实现U盘自动提取采集数据，克服人工采集数据的周期长自然环境恶劣等困难，已成功应用到油气田数据采集领域。关键词：ARM；CH375；便携存储0引言基于USB接口的移动存储设备已经被广泛使用，尤其是采用USB-FLASH技术的U盘产品，而嵌入式U盘读写模块提供了通过串口或并口读写U盘的简单途径［1］。基于油气田井口数据采集及远程

2、传输系统的实际项目应用，需要把存储在存储区的采集数据提取出来，所以设计了USB便携存储模块，利用ARM芯片S3C24102410的串口或数据总线实现对U盘的文件读写。1USB便携存储模块原理利用ARM控制CH375芯片实现USB便携存储模块°CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备两种通信方式［2］。由于CH375具有通用的控制端口和数据通信端口以及片选控制线等，因此可以便捷地连到嵌入式处理器的系统总线上。以往，嵌入式系统中处理USB存储设备文件系统时需要处理多种文件传输层协议。但CH375不仅是基于USB的硬件芯片，而且内

3、置了相关的设备程序，所以实际的嵌入式系统程序只需要调用固化好的U盘文件级子程序库函数，即可实现与U盘的通。1USB便携存储模块硬件设计本项目利用S3C24102410控制CH375的USB主机方式通信，采用的通信方式为并口通信。把相应的并口通信有关的I/O接口，按照标准并口连接方式连接到ARM处理器的I/O端口，实际的电路设计如图1所示。同时，为了保证CH375工作于并口通信方式，需要把它的TXD引脚直接接地，也可通过下拉电阻接地。图1中左端USB的接口用于连接USB通信设备，由+5V电源线和GND接地线以及D+和D-两个数据信号线组成，完全符合USB通信线路要求。CH375的晶振选择为12

4、MHz,电路中C2、C6和C8为退耦电容，CIO和C11是时钟振荡电路的电容。连接在RSTI引脚与VCC之间的电容C9,大小为0.47uF,其作用是延长CH375的复位时间。ACT#引脚通过上拉电阻串连了发光二极管，作用是指示不同的工作状态。从实际应用环境考虑，在设计PCB制板图时需要注意以下几点：1）尽量把退耦电容靠近CH375的相连接引脚；2）为了提高系统读写数据的抗干扰能力，应使D+和D-两个信号线的布线贴近平行，并且尽量在信号线两侧覆铜或者布置地线；3）为了减少高频时钟对外界的干扰，应当尽量缩短晶振引脚XI和X0相关信号线的长度，并尽量在相关元器件周围覆铜或者布置地线。1USB便携存

5、储模块软件设计由于Windows操作系统的广泛应用,为了方便数据的交换和显示，U盘中的数据应该符合Windows文件系统格式。因此很多常用的移动存储设备，包括闪盘、USB闪存盘、USB移动硬盘等，一般都采用FAT文件系统。CH375供了USB存储设备的文件级接口供设计人员调用，而这些接口函数是针对常用的文件级操作，因此ARM不需要考虑FAT12/FAT16/FAT32等文件系统，只需要了解文件名、文件长度等知识，就可以实现对外部USB存储设备的读写操作。实际操作中，经过本模块存于U盘等存储器的数据已经为FAT文件系统，可以直接插在电脑的USB接口而不需外部设备，因而和读写普通U盘一样。CH3

6、75的U盘文件级子程序库的存取模式包括字节模式和扇区模式两种。本设计采用的S3C2410自带的RAM,可以做文件数据缓冲区，结合实际应用情况采用扇区读写模式。每次新建或打开一个文件后，系统默认为扇区存取模式，其中支持以扇区为单位的文件操作子程序包括CH375FileRead和CH375F^eWrite及CH375FileLocate等等。CH375是用于USB数据通信的专用芯片，当系统命令执行完成后或者检测到USB总线状态的变化的时候，CH375采取中断的方式通知ARM处理器。之后ARM接收到中断信号,进入中断服务程序进行相应处理。以在U盘中新建文件并写入数据为例，初始化CH375程序库和芯

7、片包括：INT#引脚是查询方式还是中断方式处理、数据复制方式为内部复制还是外部复制、以字节模式还是以扇区模式读写U盘、设置外部RAM文件数据缓冲区、调用CH375库文件等；初始化I/O并口及电路是按照硬件的连接方式对I/O口进行设置；检查U盘是否准备好，有些U盘不需要这一步,但是某些U盘必须要执行这一步才能工作。1USB便携存储模块在数据采集系统中的应用数据采集控制系统用定时器定时，每隔1秒检测外部USB模块