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1、基于单片机的嵌入式USB主机系统的实现单片机开发与应用文章编号:1008-0570(2008)05-2-0093—02基于单片机的嵌入式USB主机系统的实现TheRealizationoftheEmbeddedUSBHostSystembasedonSCM(武汉科技大学)杨君YANGJun摘要:在无操作系统的单片机系统屮实现USB主机系统功能.对U盘进行文件的读写•并在U盘上实现FAT格式文件系统，使U盘成为单片机应用系统的存储设备，这极大的方便了单片机在数据采集,存储以及传输方面的应用•最后，实现了
2、脱离PC机的对u盘操作的功能，数据能够脱离PC机在u盘之间方便简洁的交换.关键字:USB主机系统;U盘;FAT文件系统;人机接口中图分类号:TP399文献标识码:BAbstract:ItimplementsUSBhostsystemfunctioninapplicationsystemoftheSingleChipMicrocomputerwithoutoperatingsystem,andestablishesFATfilesystemonUSBflashdisk,implementstheread
3、andwritefileinUSBflashdiskandmakesUSBflashdiskbethestorageoftheapplicationofSCM,whichgreatlyfacilitatestheapplicationofSCMinthedataacquisition,memory,processing,andtransmissionaspect.Andonthisbasis,procedurecanbeslightlymodifiedtoimplementbriefexchangeo
4、fdatabetweenUSBflashdiskwithoutcomputer,Keywords:USBHostSystem;USBFlashDisk;FATFileSystem;Man一Mac~elnterface引言对于大多数单片机而言•其内部存储器只有ROM和RAM两种.由于ROM对数据的不易修改性和RAM对数据的掉电易失性,而且它们有限的容量，这极大地限制了单片机在数据存储.处理及传输方面的应用•如今.U盘已经成为使用方便的移动存储设备,它采用USB总线接口，支持热插拔且即插即用，体积小容量大
5、，读写速度快，可重复擦写几百万次，无需外接电源，易于采购和携带.有多种容量可供选择•但是它通常与计算机交换数据•不是很方便•因此就有了脱离PC机在U盘之间交换数据的需求•本文为脱离PC机的U盘对拷技术的研究与设计.主要任务是要完成在无操作系统的情况下对嵌入式USB主机系统的设计•并完成MassStorage类协议设备驱动嵌入式程序及用户程序•最后•实现结果为在无操作系统的单片机环境下能够对U盘进行文件的读写操作及FAT文件系统的实现.1硬件屯路总体设计嵌入式USB主机系统从硬件上区分主要包括USB主机
6、控制器和系统主处理器•因此•嵌入式主机系统的核心就由主CPU和主机控制器芯片构成.组成系统的首要任务就是选择合适的主CPU以及USB主机控制器芯片.另外.为了直观地显示系统调试过程和运行结果，需要建立一个人机界面•若作为一个独立的系统•需要另行配置LCD显示模块，完整的键盘模块等•硬件选择的方案HAI必须综合考虑系统成木，处理速度，体积,功耗等问题.1.1系统硕件总体框图嵌入式USB主机系统的核心包括屮央处理器和USB主机杨君:讲师基金项目:湖北省教育厅重点研究项目(D200711004)控制器.基于
7、程序存储容量和处理数据速度方面的考虑.外部扩充RAM.图1是系统的总体设计框图.系统的大致工作流程是(视具体设计而定):单片机系统在完成系统初始化之后•等待USB主控制器的外部中断或查询USB主控制器的状态，当USB设备插入主机系统上之后.由USB主控制器通过外部中断信号或相应的状态值来通知单片机系统，单片机与USB主控制器完成设备的枚举,配置等操作.并对Flash闪存进行操作•可以建立文件并写数据.建立文件夹，读取具体文件中的数据，修改文件的信息（例如文件的修改时间.大小等）.或者使用通配符对Fla
8、sh闪盘中文件或文件夹等等.预留扩展接口是留给用户进行具体功能扩展时使用.用于通过RS一232与PC机进行通信.或控制时钟芯片等等.图1系统总体设计框图1.2系统主处理器的选择常用的8位单片机体积小成本低，但是一般来说时钟频率不很高，且往往一个机器周期需要好几个时钟周期，更加导致效率降低.此外,8位单片机的片内资源较少,RAM.ROM容量都比较小.加大RAM就可以解决有大量数据需要处理的系统需求.DSP处理器由于外围集成的资源比较少•价格乂比较昂贵,同样
