畢業(yè)設(shè)計論文基于單片機和CH375的U盤讀寫控制器設(shè)計

1、2011屆畢業(yè)設(shè)計任務書一、課題名稱：基于單片機和CH375的U盤讀寫控制器設(shè)計二、指導教師：三、設(shè)計內(nèi)容與要求 1、課題概述隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，USB存儲設(shè)備的使用已經(jīng)非常的廣泛，隨著USB規(guī)匯范的完善和成熟，USB外設(shè)和的各類不斷豐富，應用領(lǐng)域也不斷擴大。在傳統(tǒng)的應用中，USB主要是PC扮演著主機的角色。根據(jù)USB的規(guī)范，可以看到USB的拓樸結(jié)構(gòu)中居核心地位的是主機，每一次數(shù)據(jù)傳輸必須由主機發(fā)起和控制。但是隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，以及單片機應用領(lǐng)域的日益增長，USB外設(shè)的應用也隨之擴大，為此在單片機系統(tǒng)中實現(xiàn)對USB外設(shè)控制也變得日益迫切。尤其在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設(shè)備、儀器上提供能夠使

2、用USB移動儲存設(shè)備的接口已經(jīng)變得非常有必要。本課題的研究目標是：基于單片機和USB總線接口芯片CH375，設(shè)計一個可嵌入到相關(guān)設(shè)備上的U盤讀寫控制器，以實現(xiàn)對設(shè)備、儀器相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲。 2、本課題的主要研究內(nèi)容如下： 1、基于單片機和CH375器件的系統(tǒng)電路的研究； 2、FAT16和FAT32文件系統(tǒng)的研究，以及文件系統(tǒng)的自動識別、切換； 3、U盤的插入和拔出檢測； 4、文件的打開、讀取、寫入、創(chuàng)建、刪除； 5、目錄的創(chuàng)建和刪除，支持多級目錄； 6、長文件名、長目錄名支持。 四、設(shè)計參考資料 參考文獻： 1、CH375器件使用手冊 2、FAT16和FAT32文件系統(tǒng) 3、單片機高級教程，何立

3、民，北京航空航天大學出版社，2000年。 4、單片機的C語言應用程序設(shè)計，馬忠梅，北京航空航天大學出版社， 5、計算機控制系統(tǒng)，清華大學出版社。 6、孫霞 基本單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究 微計算機信息 2006 7、張峰峰 嵌入式U盤讀寫器接口技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計 桂林電子科技大學 2007 8、楊全玖 基本CH375多通道USB接口與PC機通信的實現(xiàn)微計算機信息 2007摘要介紹了一種USB總線的通用接口芯片CH375，并在此基礎(chǔ)上提出了一種外部單片機讀寫U盤的基本方法及其硬件連接方法。單片機只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個CH375芯片就可以直接調(diào)用CH375提供的子程序庫來直接讀取U盤中的

4、數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了普通單片杌與U盤的通訊、方法簡單、便于操作、綜合成本比較低，具有較大的推廣應用價值。 關(guān)鍵詞：U盤；CH375；接口芯片；單片機 AbstractA general purpose interface chip CH37 5 for USB is introduced in this paperBased On which a new method of Using external single chip microcomputer to connect with the flash disk is givenOnly add one CH375 chip to the si

5、ngle chip microcomputer s hardware system，the operator can use the program given by the CH375 to read the data from the flash disk and realize the communication between the single chip microcomputer and the flash diskThis method is very simple and can be operated easilyKeywords：USB；CH375；interface c

6、hip；single chip microcomputer目錄2011屆畢業(yè)設(shè)計任務書I摘 要IIAbstractIII第一章 緒 論1第二章 總體方案論證與設(shè)計22.1設(shè)計要求22.2 系統(tǒng)設(shè)計總體方案22.2.1 MCU的選擇22.2.2 CH375工作方式方案選擇3電源選擇3第三章 系統(tǒng)電路設(shè)計與分析53.1單片機最小系統(tǒng)53.1.1 STC12C5A60S2系列單片機簡介5電路分析53.2 CH375電路63.3 串口電路83.4 按鍵電路93.5 顯示電路9第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與分析104.1 主程序104.2 串口模塊114.3 按鍵模塊114.4 U盤讀寫模塊12第五章 系統(tǒng)調(diào)試

7、145.1顯示模塊調(diào)試145.2按鍵模塊調(diào)試145.3電源模塊調(diào)試145.4串口模塊調(diào)試14第六章 總結(jié)15參考文獻16致謝17附錄18附錄A:總原理圖18附錄B:元器件清單19附錄C:電路PCB圖20附錄D：CH375資料21第一章 緒 論隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，USB（Universal Serial Bus）存儲設(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(host)，實現(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5。它最大的特點是易于使用，主要是用在中速和低速的外設(shè)。隨著USB規(guī)范的完善和成熟，USB外設(shè)的種類不斷豐富，應用領(lǐng)域也

8、不斷擴大。在傳統(tǒng)的應用中，主要是PC扮演著主機的角色。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，每一次的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機發(fā)起和控制。但是隨著單片機產(chǎn)品應用領(lǐng)域的日益增長，USB外設(shè)的應用范圍也隨之擴大，為此在單片機系統(tǒng)中實現(xiàn)對USB外設(shè)控制也變得日益迫切。因此在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設(shè)備，儀器上使用USB移動存儲設(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USB總線的通用接口芯片，支持HOST主機方式和SLAVE設(shè)備方式.如今的USB就像當日的R232，最終發(fā)展必是業(yè)界的主流外設(shè)接口技術(shù)。USB有著其它接口不可替代的優(yōu)勢.隨著USB技術(shù)的發(fā)展，計算機的

9、移動存儲介質(zhì)普遍采用U盤或移動硬盤。如今，USB技術(shù)已經(jīng)越來越普及和成熟，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。隨著數(shù)據(jù)采集和單片機用戶對移動存儲的需求越來越大，具有USB接口的存儲設(shè)備以其優(yōu)異的性價比和靈活性常用來進行數(shù)據(jù)的存儲和交換，所以在單片機系統(tǒng)中實現(xiàn)對U盤或移動硬盤的直接讀寫是非常有價值的。介紹了一種USB總線的通用接口芯片CH375，并在此基礎(chǔ)上提出了一種外部單片機讀寫U盤的基本方法及其硬件連接方法。單片機只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個CH375芯片就可以直接調(diào)用CH375提供的子程序庫來直接讀取U盤中的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了普通單片機與U盤的通訊、

10、方法簡單、便于操作、綜合成本比較低，具有較大的推廣應用價值。第二章總體方案論證與設(shè)計2.1設(shè)計要求基于單片機和CH375的U盤讀寫控制器應用了單片機STC12C5A60AD、CH375接口電路、串口電平轉(zhuǎn)換電路、LED顯示電路、按鍵控制等模塊。整個系統(tǒng)采用9V電源供電通過三端穩(wěn)壓電路7805輸出5V穩(wěn)定的直流電壓供給開發(fā)板使用。該項目使用電平轉(zhuǎn)換電路將單片機發(fā)出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平從而使RS-232接口與計算機連接，進行數(shù)據(jù)傳送，單片機通過USB總線的通用接口芯片CH375直接對U盤進行讀寫等操作，并使LED顯示模塊做出相應的指示。2.2 系統(tǒng)設(shè)計總體方案串口電平轉(zhuǎn)換RS232MC

11、ULED顯示模塊按鍵輸入模塊電源模塊CH375USB模塊圖2.2 系統(tǒng)方框圖2.2.1MCU的選擇單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。方案一：AT89s51 AT89S51是一個體積小、低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含有中斷、定時/計數(shù)器且I/O口數(shù)相對較多，價錢相對也比較便宜，但存儲空間不是非常大，只有4kB的可反復擦寫程序存儲

12、器，而本次的設(shè)計需要大量的存儲空間。方案二：STC12C5A60ADSTC12C5A60AD單片機是高速/ 低功耗/超強抗干擾的新一代8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。且I/O口數(shù)比AT89S51多。價錢雖然比較昂貴，但存儲空間非常大，可以到達60K。而本次的設(shè)計正需要此容量的空間。由于AT89s51程序存儲空間只有4KB，不能滿足此項目的要求，比較這兩種我們選用STC12C5A60AD2.2.2 CH375工作方式方案選擇USB總線的通用接口芯片CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。單片機

13、只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個CH375芯片就可以直接調(diào)用CH375提供的子程序庫來直接讀取U盤中的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了普通單片機與U盤的通訊。CH375 芯片可以工作于USB-HOST 主機方式或者USB 設(shè)備方式。方案一：并口方式CH375 的TXD引腳通過1K左右的下拉電阻接地或者直接接地，從而使CH375 工作于并口方式。CH375芯片具有通用的被動并行接口，可以直接連接多種單片機、DSP、MCU等。在普通的MCS-51系列單片機的典型應用電路中，CH375 芯片可以通過8 位被動并行接口的D7D0、-RD、-WR、-CS、A0 直接掛接到單片機U2 的系統(tǒng)總線上。方案二：串口方式如果CH37

14、5 芯片的TXD 引腳懸空或者沒有通過下拉電阻接地，那么CH375 工作于串口方式。在串口方式下，CH375只需要與單片機/DSP/MCU 連接3 個信號線，TXD 引腳、RXD 引腳以及INT#引腳，其它引腳都可以懸空。除了連接線較少之外，其它外圍電路與并口方式基本相同。為了提高單片機對U盤的讀寫速率，選用CH375工作于主機方式下的并口方式2.2.3電源選擇電源模塊是單片機應用系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中不可缺少的部分，也是保證系統(tǒng)穩(wěn)定、安全工作的前提。直流電源芯片按原理分為線性電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩種。 方案一： 采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路獲得直流穩(wěn)壓電源。該電路由比較放大電路、穩(wěn)壓管、三極管、限流電

15、阻及兩個取樣電路組成，此電路由主回電路式起調(diào)整作用的BJTT與負載串聯(lián)而得名的。但它的輸出電源不可能絕對穩(wěn)定的，只能是基本穩(wěn)定，且負載電流較大時，調(diào)整管的集電極損耗大，電源效率低，有時還要配有龐大的散熱裝置。方案二： 本設(shè)計用到的電源為5V，屬于中小功率穩(wěn)壓電源，所以可以采用三端穩(wěn)壓芯片LM7805。用其設(shè)計的是線性穩(wěn)壓電路，具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出電壓穩(wěn)定性強、文波電壓小等優(yōu)點，但是，在負載電流較大且輸出電壓較低時，其自身的功耗很大。但如果給本系統(tǒng)供電，完全滿足要求。為了獲得更加穩(wěn)定的電源，選用線性穩(wěn)壓。第三章 系統(tǒng)電路設(shè)計與分析3.1單片機最小系統(tǒng)STC12C5A60S2系列單片機簡介STC12

16、C5A60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。STC12C5A60S2單片機中中包含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、定時/計數(shù)器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。STC12C5A60S2系列單片機幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片上系統(tǒng)。圖 STC12C5A60S2系列單片機的內(nèi)部框圖電路分析單片機最小系統(tǒng)由MCU、時鐘電路、復位電路和電源模塊組成。MCU：單片機P0.0P0.7連接到CH375的8位雙向數(shù)據(jù)總線D0D7，25腳至31腳接

17、到顯示電路，5腳至8腳接到按鍵控制電路。時鐘電路： STC12C5A60AD使用22.1184MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容容量為30P。單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。復位電路：復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成。復位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期。（1）上電復位：此單片機為高電平復位，在復位引腳RST上連接一個電容C8到VCC，再連接一個電阻R29到GND，由此形成一個RC充放電回路保證單片機在上電時RST腳上有足夠時間的

18、高電平進行復位，隨后回歸到低電平進入正常工作狀態(tài)，這個電阻和電容的值為10K和10uF。（2）按鍵復位：在復位電容C8上并聯(lián)一個開關(guān)，當開關(guān)Srst按下時電容C8被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電會保持一段時間的高電平來使單片機復位。電源模塊：圖 電源電路電源模塊的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運行的前提和基礎(chǔ)。此最小系統(tǒng)中的電源模塊的電源使用外部穩(wěn)定的5V電源供電模塊供給。電源電路中接入了電源指示D1， R40為LED的限流電阻。3.2 CH375電路圖3.2是以USB總線的通用接口芯片ch375為核心，支持USB設(shè)備的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸?shù)碾娐?。單片機STC12C5A60AD通過

19、CH375通過相關(guān)USB協(xié)議可以很方便的和其他USB設(shè)備進行連接。在此課題中，通過這個電路，我們的U盤能夠和單片機進行較快的數(shù)據(jù)傳輸。 圖3.2 CH375電路CH375與單片機的連接電路。CH375 的TXD引腳通過10K的下拉電阻R43接地，從而使CH375 工作于并口方式。USB 總線包括一對5V 電源線和一對數(shù)據(jù)信號線，通常，+5V 電源線是紅色，接地線是黑色，D+信號線是綠色，D-信號線是白色。USB 插座P1 可以直接連接USB 設(shè)備，也可以在提供給USB 設(shè)備的+5V 電源線上串接具有限流作用的電阻R2、R3，USB 電源電壓必須是5V。電容C1、C2用于外部電源退耦，C2是容量

20、為0.1F的獨石或高頻瓷片電容。電容C3 用于CH375 內(nèi)部電源節(jié)點退耦，C3 是容量為0.01F 的獨石或高頻瓷片電容，如果對EMI 沒有要求那么可以省掉C3。晶體XTAL1、電容C6和C7用于CH375 的時鐘振蕩電路。USB-HOST 主機方式要求時鐘頻率比較準確，XTAL1的頻率是12MHz±0.4，C6和C7是容量約為15pF 的獨石或高頻瓷片電容。如果電源上電過程較慢并且電源斷電后放電時間較長，那么CH375將不能可靠復位。可以在RSTI引腳與VCC 之間跨接一個容量為0.47F 的電容C5，同時可以減少干擾。3.3 串口電路 圖3.3 串口電路此電路圖是用來連接單片機

21、和電腦的。有以下兩種作用：(1)下載程序：單片機和主機通過此串口連接。(2)顯示內(nèi)容： STC12C5A60AD單片機時只有P2口能接一個數(shù)碼管，數(shù)碼管不能完整的顯示操作內(nèi)容，為了更好的顯示出對U盤的讀寫操作，決定用串口來把輸出和電腦的顯示屏連接起來。芯片MAX232是用標準RS232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)換，即標準 rs232 電平很高，達正負15V；而常用的TTL電平最高5V。通常我們用的單片機是TTL電平（正負5V），RS-232接口的信號電平與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。MAX232的10腳T2IN接單片機的TXD端P3.1，TTL電平從單片機的TXD端發(fā)出

22、，經(jīng)過MAX232轉(zhuǎn)換為RS232電平后從MAX232 的9腳T1OUT發(fā)出，再經(jīng)過交叉串口線連接到計算機RXD端，計算機接收數(shù)據(jù)。PC機發(fā)送數(shù)據(jù)時從PC機串口的TXD端發(fā)出數(shù)據(jù)，再逆向流向單片機的RXD端P3.0接收數(shù)據(jù)。3.4 按鍵電路此電路是一個按鍵控制電路。屬于單片機上的一部分。通過此按鍵電路來操作U盤的。S1: 修改S2: 刪除S3: 關(guān)閉 S4: 創(chuàng)建 圖3.4 按鍵電路3.5 顯示電路通過LED燈來顯示對U盤的操作。不過，這種顯示不清晰，為了更好的顯示對U盤的操作，可以通過串口電路將單片機和電腦顯示屏連接起來，通過LED燈來顯示U盤里的內(nèi)容。圖3.5 顯示電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計

23、與分析軟件由主模塊、USB模塊、中斷處理模塊、按鍵模塊和顯示模塊組成。各模塊之間相互協(xié)調(diào)調(diào)用，共同完成對U盤文件的讀寫創(chuàng)建。4.1 主程序YNY開始查詢U 盤信息有文件目錄？等待U盤插入？創(chuàng)建一個文件打開一個文件并讀取數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù) 查詢屬性 刪除這個文件 關(guān)閉文件 結(jié)束 圖4.1 主流程圖 系統(tǒng)復位流程圖解析：voidmInitSTDIO( )SCON = 0x50;PCON = 0x80;TMOD = 0x20;TH1 = 0xf3; /* 24MHz晶振, 9600bps */TR1 = 1;TI = 1;對芯片端口的初始化設(shè)置，初始化完成之后程序運行會進行U盤檢測，如果檢測U盤成功（否者

24、繼續(xù)檢測待命），則進入枚舉文件命令進而打來相應的文件，如果打開文件成功（若打開文件失敗這該程序也會終止），此時通過按鍵可對U盤進行讀寫操作，直到一條指令的完成整個過程終止。4.2 串口模塊void UART_Init()PCON|=0x80; /PCON的最高位SMOD=1時波特率加倍TMOD=0x20; /時器1為方式2 初值自動裝入 產(chǎn)生波特率 TH1=0xfd; /定時器初始為0XFd，晶振為22.1184MHz，本函數(shù)實際產(chǎn)生的波特率為38400bpsTL1=0xfd; /同上SCON=0x50; /串口設(shè)置為方式1,REN=1,允許接收TR1=1; /啟動定時器1ES=1; /使能串

25、口接收中斷， EA=1; /打開所有中斷N鍵盤掃描S1？S3？S4？S2？修改刪除關(guān)閉創(chuàng)建Y結(jié)束開始有鍵按下？4.3 按鍵模塊UINT8 Scankey(void)UINT8 key;if(P1&0xf0)=0xf0)return(0xff);Delay(10);if(P1&0xf0)=0xf0)return(0xff);key=P1&0xf0;while(P1&0xf0)!=0xf0);return(key); 圖4.4 按鍵模塊通過按鍵來實現(xiàn)對U盤的操作，當按鍵掃描程序啟動掃描完按鍵時，延時去抖。此時便開始判斷是否有鍵按下，有四種可能： 1.當S1鍵按下，在

26、U盤文件夾中寫入信息，如寫入1；2.當S2鍵按下，把剛剛寫入U盤的信息刪除；3.當S3鍵按下，關(guān)閉文件夾。4.當S4鍵按下，在U 盤中創(chuàng)建一個新的文件夾。 開始4.4 U盤讀寫模塊系統(tǒng)初始化文件偏移量當前文件長度文 件屬 性文件目錄所在扇區(qū)修 改日 期只讀隱藏系統(tǒng)目錄歸檔當前文件所在扇區(qū)位置修 改時 間查詢當前文件信息？圖 4.3 U盤文件讀取操作流程圖結(jié)束要將單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導人到U盤而且能直接被計算機識別，所要做的工作有下面幾步：1、創(chuàng)建文件目錄CreatFile 0 即創(chuàng)建文件目錄里的文件名、擴展名、文件屬性、時間日期、文件的開始簇號和文件長度。2、 寫文件WriteFile 0寫入新文

27、件時。需在FAT表中查找未使用的簇，并將該簇號寫入文件所對應的目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的文件開始簇號位置；當文件長度大于一簇時，還需在FAT表中的對應起始簇號位置填人下一可用簇的簇號，直到文件的最后一簇。3、更新文件目錄ModifyCatolog 0；文件寫完后，目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里有些項可能需要更改，如文件長度等。而將外面的數(shù)據(jù)通過USB導人到單片機系統(tǒng)的步驟如下：(1)搜索文件SearchFile 0通過搜索文件目錄可以找到所要讀的文件的開始簇號、文件長度等重要信息。(2)讀文件ReadFile 0讀文件時。可將文件開始簇號轉(zhuǎn)為扇區(qū)號并讀出扇區(qū)號對應的數(shù)據(jù)，若文件長度不止一簇，應根據(jù)前一簇號找到其鏈節(jié)簇。

28、然后再將鏈節(jié)簇轉(zhuǎn)換為扇區(qū)號并讀出數(shù)據(jù)，直到文件結(jié)束。(3)刪除文件DeleteFile 0如果你想刪除文件。只需要將該文件對應的目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)置相應標志然后修改FAT表及備份FAT表。將此文件使用的簇號位置清0來表示此簇未被使用。第五章 系統(tǒng)調(diào)試5.1顯示模塊調(diào)試編一個流水燈程序，查看LED燈是否正常。（能正確顯示）5.2按鍵模塊調(diào)試編一個按鍵控制流水燈程序，查看按鍵是否能準確控制LED燈的閃爍或熄滅。（能正確控制）5.3電源模塊調(diào)試通過穩(wěn)壓電源輸出9V再經(jīng)7805穩(wěn)壓成穩(wěn)定的5V電源供給單片機STC12C5A60S2 ，通過電壓表測量電壓值。（能測出此電壓為5V）5.4串口模塊調(diào)試將單片機經(jīng)M

29、AX232轉(zhuǎn)換成串口所需電平連接到PC機上，查看：(1)電腦上是否有硬件連接顯示。(2)通過相應軟件，能否下載。(3)能否發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。第六章 總結(jié)隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。選題，開題到計算、

30、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。通過這次實踐，我了解了單片機讀寫U盤的用途及工作原理，熟悉了單片機讀寫U盤的設(shè)計步驟，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這

31、次實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己 成為一個對社會有所貢獻的人。 最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。參考文獻1、CH375器件使用手冊2、FAT16和FAT32文件系統(tǒng)3、單片機高級教程，何立民，北京航空航天大學出版社，2000年。4、單片機的C語言應用程序設(shè)計，馬忠梅，北京航空航天大學出版社，5、計算機控制系統(tǒng)，清華大學出版社。6、孫

32、霞 基本單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究 微計算機信息 20067、張峰峰 嵌入式U盤讀寫器接口技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計 桂林電子科技大學 20078、楊全玖 基本CH375多通道USB接口與PC機通信的實現(xiàn)微計算機信息 20079、USB總線接口芯片CH375中文手冊Z 南京沁恒電子有限公司 200410、USB-HOST芯片CH375的U盤文件級子程序庫說明Z 南京沁恒電子有限公司 200411、肖踞雄 翁鐵成 宋中宋 USB技術(shù)及應用設(shè)計M 北京 清華大學出版社 200312、鄧清濤 楊鵬 基于CH375的單片機U盤控制器的設(shè)計與實現(xiàn) 重慶大學自動化學院 200713、劉井權(quán) 王憲 基于單片機

33、的USB接口的設(shè)計J 自動化儀表 200614、陳啟美 丁傳鎖 計算機USB接口技術(shù)M 南京 南京大學出版社 200315、馬偉 計算機USB系統(tǒng)原理及其主/從機設(shè)計M 北京 北京航空航天大學出版社 2004致謝行文至此，這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我三年的大學時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。非常感謝粟慧龍老師在我大學的最后學習階段畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我們耐心的指導和無私的幫助。為了指導我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時間，他的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，

34、在此我向他表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這三年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意！感謝我的父母，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。熊

35、戀2010年12月附錄附錄A:總原理圖附錄B:元器件清單名稱規(guī)格數(shù)量CH375芯片CH3751MAX232MAX2321發(fā)光二極管LED9按鈕START5三端穩(wěn)壓78051USB接口USB_CON1串口DB91單片機STC12C5A60AD1液晶顯示LCD128641晶振12M122.1184M1電阻1.5K14.7K81K110K827220016207電容0.01uF10.1uF20.47uF110uF115pF216V/100uF130P2100uF110311045附錄C:電路PCB圖附錄D：CH375資料概述CH375 是一個USB總線的通用接口芯片，支持USB-HOST主機方式和U

36、SB-DEVICE/SLAVE設(shè)備方式。在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機方式下，CH375還提供了串行通訊方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU/MPU 等相連接。CH375的USB 主機方式支持常用的USB 全速設(shè)備，外部單片機可以通過CH375 按照相應的USB 協(xié)議與USB 設(shè)備通訊。CH375 還內(nèi)置了處理Mass-Storage 海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB 存儲設(shè)備（包括USB 硬盤/U

37、SB 閃存盤/U 盤）單片機讀寫U盤的接口由于CH375內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件，所以嵌入式系統(tǒng)的單片機可以通過CH375將U盤（USB閃存盤、USB外置硬盤）作為可移動的大容量存儲器。數(shù)據(jù)讀寫只需要幾條指令，而不需要詳細了解USB通信協(xié)議。特點全速USB-HOST 主機接口，兼容USB V2.0，外圍元器件只需要晶體和電容。全速設(shè)備接口，完全兼容CH372 芯片，支持動態(tài)切換主機與設(shè)備方式。主機端點輸入和輸出緩沖區(qū)各64 字節(jié)，支持常用的12Mbps 全速USB 設(shè)備。支持USB 設(shè)備的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸。自動檢測USB 設(shè)備的連接和斷開，

38、提供設(shè)備連接和斷開的事件通知。內(nèi)置控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器，簡化常用的控制傳輸。內(nèi)置固件處理海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議，支持Bulk-Only傳輸協(xié)議和SCSI、UFI、RBC 或等效命令集的USB 存儲設(shè)備（包括USB 硬盤/USB 閃存盤/U 盤）。通過U 盤文件級子程序庫實現(xiàn)單片機讀寫USB 存儲設(shè)備中的文件。并行接口包含8 位數(shù)據(jù)總線，4 線控制：讀選通、寫選通、片選輸入、中斷輸出。串行接口包含串行輸入、串行輸出、中斷輸出，支持通訊波特率動態(tài)調(diào)整。支持5V 電源電壓和3.3V 電源電壓，CH375A芯片還支持低功耗模式。采用SOP-28 封裝，可以提供SOP28 到DIP28 的轉(zhuǎn)換板。封

39、裝引腳功能說明一般說明CH375 芯片可以工作于USB-HOST 主機方式或者USB 設(shè)備方式。CH375的USB 主機方式支持并行接口和串行接口。在USB主機方式下，CH375支持各種常用的USB全速設(shè)備，外部單片機需要編寫固件程序按照相應的USB協(xié)議與USB 設(shè)備通訊。但是對于USB 存儲設(shè)備，CH375 內(nèi)置了相關(guān)協(xié)議，通常情況下，外部單片機不需要編寫固件程序，就可以直接通訊。本地端的硬件CH375 芯片在本地端提供了通用的被動并行接口和點對點的串行接口。并行接口并口信號線包括：8 位雙向數(shù)據(jù)總線D7D0、讀選通輸入引腳RD#、寫選通輸入引腳WR#、片選輸入引腳CS#、中斷輸出引腳INT

40、#以及地址輸入引腳A0。通過被動并行接口，CH375芯片可以很方便地掛接到各種8 位單片機、DSP、MCU 的系統(tǒng)總線上，并且可以與多個外圍器件共存。CH375芯片的RD#和WR#可以分別連接到單片機的讀選通輸出引腳和寫選通輸出引腳。CS#由地址譯碼電路驅(qū)動，用于當單片機具有多個外圍器件時進行設(shè)備選擇。INT#輸出的中斷請求是低電平有效，可以連接到單片機的中斷輸入引腳或者普通I/O 引腳，單片機可以使用中斷方式或者查詢方式獲知中斷請求。當WR#為高電平并且CS#和RD#及A0 都為低電平時，CH375 中的數(shù)據(jù)通過D7D0輸出；當RD#為高電平并且CS#和WR#及A0 都為低電平時，D7D0上

41、的數(shù)據(jù)被寫入CH375 芯片中；當RD#為高電平并且CS#和WR#都為低電平而A0 為高電平時，D7D0 上的數(shù)據(jù)被作為命令碼寫入CH375 芯片中。串行接口串行接口只能用于USB 主機方式，CH375 芯片的USB 設(shè)備方式不支持串口。串口信號線包括：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#。通過串行接口，CH375 可以用最少的連線與單片機、DSP、MCU 進行較遠距離的點對點連接。CH375芯片的RXD 和TXD可以分別連接到單片機的串行數(shù)據(jù)輸出引腳和串行數(shù)據(jù)輸入引腳。INT#輸出的中斷請求是低電平有效，用于通知單片機。CH375 的串行數(shù)據(jù)格式是1個起始位、

42、9個數(shù)據(jù)位、1個停止位，其中前8個數(shù)據(jù)位是一個字節(jié)數(shù)據(jù)，最后1個數(shù)據(jù)位是命令標志位。第9位為0時，前8位的數(shù)據(jù)被寫入CH375芯片中，第9位為1時，前8位被作為命令碼寫入CH375芯片中。CH375的串行通訊波特率默認是9600bps，單片機可以隨時通過SET_BAUDRATE 命令選擇合適的通訊波特率。其它在CH375 芯片的復位期間，TXD引腳用于選擇通訊接口。如果CH375 在復位期間檢測到TXD引腳為低電平則啟用并行接口，否則啟用串行接口。如果啟用串行接口，那么復位完成后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 主機方式。CH375芯片的ACT#引腳用于狀態(tài)

43、指示。在內(nèi)置固件的USB設(shè)備方式下，當USB 設(shè)備尚未配置或者取消配置后，該引腳輸出高電平；當USB 設(shè)備配置完成后，該引腳輸出低電平。對于CH375A芯片，在USB主機方式下，當USB 設(shè)備斷開后，該引腳輸出高電平；當USB設(shè)備連接后，該引腳輸出低電平。CH375 的ACT#引腳可以外接串了限流電阻的發(fā)光二級管LED，用于指示相關(guān)的狀態(tài)。CH375 芯片的UD+和UD-引腳是USB 信號線，工作于USB 設(shè)備方式時，應該直接連接到USB 總線上；工作于USB 主機方式時，可以直接連接到USB設(shè)備。如果為了芯片安全而串接保險電阻或者電感，那么交直流等效串聯(lián)電阻應該在5之內(nèi)。CH375芯片內(nèi)置了

44、電源上電復位電路，一般情況下，不需要外部提供復位。RSTI 引腳用于從外部輸入異步復位信號；當RSTI 引腳為高電平時，CH375芯片被復位；當RSTI 引腳恢復為低電平后，CH375會繼續(xù)延時復位20mS 左右，然后進入正常工作狀態(tài)。為了在電源上電期間可靠復位并且減少外部干擾，可以在RSTI引腳與VCC 之間跨接一個容量為0.47uF 左右的電容。RST引腳和RST#引腳是復位狀態(tài)輸出引腳，分別是高電平有效和低電平有效；當CH375電源上電復位或者被外部強制復位以及復位延時期間，RST 引腳和RST#引腳分別輸出高電平和低電平；CH375復位完成后，RST 引腳和RST#引腳分別恢復到低電平和高電平。RST 和RST#引腳可以用于向外部單片機提供上