单片机u盘控制器设计与实现

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1、舰船防化2010年第2期，20~24CHEMICALDEFENCEONSHIPS№2,20~24单片机U盘控制器的设计与实现孟涛，王福虎（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸，056027）摘要:基于目前在数据采集设备和仪器仪表等嵌入式系统中，数据交换多采用串行口或以太网等方式的现状，本文介绍了一种以U盘为存储介质的U盘控制器设计方案，并给出了系统电路原理图和单片机读写U盘的程序流程。该方案以USB接口芯片CH376和单片机为核心，具有成本低、通用性强、可靠性高等特点，可方便的集成到各种测控系统中，解决了串口、网络通信方式需要布线施工、成本高、移动性差的问题。关键词:CH376；

2、单片机；U盘；USB接口中图分类号：TP311文献标识码：ADesignandimplementationofMCUUSBflashdiskcontrollerMengTao,WangFu-hu(The718thResearchInstituteofCSIC,Handan056027,China)Abstract:NowUARTandEthernetarewidelyusedinapplication-embeddedsystems.BasedonMCUandCH376,thispaperintroducesadesignandimplementationtocontrolUSBflas

3、hdisk,andprovidesschematicdiagramofhardwareandpartofprogram,givesdetailedintroductionstotheirprinciplesandcontrol-methods.Itisprovedtohaveseveraladvantagessuchaslowcost,easyapplicationandstablerunning.Thissolutionfitstheapplicationespeciallyinmeasuringsystemanddataacquisitionequipment.Keywords:CH

4、376;MCU;USBflashdisk;USBinterface并没有安装USB标准接口，使得在USB数据存储方引言面一直没有很好的解决方案。目前在数据采集设备和仪器仪表等嵌入式系统本文详细介绍了利用USB接口芯片CH376实现中，数据交换多采用串行口(RS232、RS485、CAN总单片机对U盘的读写，从而实现便携式仪器设备等嵌线)或以太网等方式，这些方式需要布线施工、成本入式系统的外挂式海量存储。本设计除了MCU以外，高且不具有移动性。基于USB-FLASH技术的USB只需要一片CH376即可实现对U盘的读写操作，具移动存储技术的发展为上述领域中的数据存储和交有成本低、结构简单、通

5、用性强、可靠性高等优点。换提供了新的方式。U盘以其容量大、体积小、价格1系统总体结构便宜、信息不易丢失等优点成为了最新的移动存储设备。由于多数数据采集设备和仪器仪表等嵌入式系统系统主要由本地端控制器（单片机）和USB接2010年第2期单片机U盘控制器的设计与实现·21·口芯片CH376组成，另外可以根据需要在系统中增SPI接口或者异步串口，单片机/DSP/MCU/MPU等控加人机接口，如键盘、LCD液晶模块等。单片机通过制器可以通过上述任何一种通讯接口控制CH376芯USB接口芯片CH376对U盘进行读写操作。图1是片，存取U盘或者SD卡中的文件或者与计算机通讯。系统硬件框图。图2是MC

6、U处理U盘的示意图。一般情况下，单片机或者嵌入式系统处理U盘的文件系统需要实现图2左边的4个层次，右边是U盘的内部结构层次。由于CH376不仅是一个通用的USB-HOST硬件接口芯片，还内置了相关的USB底层传输固件程序、Bulk-Only协议传输固件程序、FAT文件系统管理固图1系统硬件框图件程序，包含了图2左边的4个层次（标为灰色部分），Fig.1systemfundamentalblockdiagram所以实际的单片机程序只需要发出文件管理和文件系统支持1.5Mbps低速和12Mbps全速USB通[1]读写命令即可完成对U盘的操作。讯，兼容USBV2.0，外围元器件只需要晶振和电容

7、。内置FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固3系统硬件电路设计件，支持容量高达32GB的U盘和移动硬盘。本设计中CH376与单片机之间采用并口通信方2CH376芯片简介式，并口信号线包括：8位双向数据总线D7～D0、读CH376是文件管理控制芯片，用于单片机系统读选通输入引脚RD#、写选通输入引脚WR#、片选输入写U盘或者SD卡中的文件。CH376支持USB设备引脚PCS#以及地址输入引脚A0。CH376芯片的PCS#