基于單片機(jī)和CH375的U盤讀寫控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、江蘇城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文課題名稱 姓 名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 2011年 月2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱：基于單片機(jī)和CH375的U盤讀寫控制器設(shè)計(jì) 二、指導(dǎo)教師：粟慧龍 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 1、課題概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，USB存儲(chǔ)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(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，USB主要是PC扮演著主機(jī)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(jī)，每一次數(shù)據(jù)傳輸必須由主機(jī)發(fā)起和控制。但是隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的日益增長(zhǎng)，USB外設(shè)的應(yīng)用也

2、隨之?dāng)U大，為此在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)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、儀器上提供能夠使用USB移動(dòng)儲(chǔ)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(biāo)是：基于單片機(jī)和USB總線接口芯片CH375，設(shè)計(jì)一個(gè)可嵌入到相關(guān)設(shè)備上的U盤讀寫控制器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備、儀器相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 2、本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1、基于單片機(jī)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(dòng)識(shí)別、切換； 3、U盤的插入和拔出檢測(cè)； 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(jí)目錄； 6、長(zhǎng)文件名、長(zhǎng)目錄名支持。 四、設(shè)計(jì)

3、參考資料 參考文獻(xiàn)： 1、CH375器件使用手冊(cè) 2、FAT16和FAT32文件系統(tǒng) 3、單片機(jī)高級(jí)教程，何立民，北京航空航天大學(xué)出版社，2000年。 4、單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，馬忠梅，北京航空航天大學(xué)出版社， 5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社。 6、孫霞 基本單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究 微計(jì)算機(jī)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(jì) 桂林電子科技大學(xué) 2007 8、楊全玖 基本CH375多通道USB接口與PC機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)微計(jì)算機(jī)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(jī)讀寫U盤的基本方法及其硬件

4、連接方法。單片機(jī)只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個(gè)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(shí)現(xiàn)了普通單片杌與U盤的通訊、方法簡(jiǎn)單、便于操作、綜合成本比較低，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：U盤；CH375；接口芯片；單片機(jī) 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

5、the flash disk is givenOnly add one CH375 chip to the single 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

6、and can be operated easilyKeywords：USB；CH375；interface chip；single chip microcomputer 目 錄2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書I摘 要IIAbstractIII第一章 緒 論1第二章 總體方案論證與設(shè)計(jì)22.1設(shè)計(jì)要求22.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案22.2.1 MCU的選擇22.2.2 CH375工作方式方案選擇32.2.3電源選擇3第三章 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)與分析53.1單片機(jī)最小系統(tǒng)53.1.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)簡(jiǎn)介53.1.2電路分析53.2 CH375電路63.3 串口電路83.4 按鍵電路93.5 顯

7、示電路9第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(xiàn)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(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，USB（Universal Serial Bus）存儲(chǔ)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(jī)(host)，實(shí)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

8、、靈活的總線接口5。它最大的特點(diǎn)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(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，主要是PC扮演著主機(jī)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(jī)，每一次的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機(jī)發(fā)起和控制。但是隨著單片機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的日益增長(zhǎng)，USB外設(shè)的應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，為此在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)存儲(chǔ)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(gè)USB總線的通用接口芯片，支持HOST主機(jī)方式和SLAVE設(shè)備方

9、式.如今的USB就像當(dāng)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(shì).隨著USB技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)普遍采用U盤或移動(dòng)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(jī)用戶對(duì)移動(dòng)存儲(chǔ)的需求越來越大，具有USB接口的存儲(chǔ)設(shè)備以其優(yōu)異的性價(jià)比和靈活性常用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換，所以在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)U盤或移動(dòng)硬盤的直接讀寫是非常有價(jià)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(jī)讀寫U盤的基本方法及其硬件連接方法。單片機(jī)

10、只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個(gè)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(shí)現(xiàn)了普通單片機(jī)與U盤的通訊、方法簡(jiǎn)單、便于操作、綜合成本比較低，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。第二章 總體方案論證與設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求基于單片機(jī)和CH375的U盤讀寫控制器應(yīng)用了單片機(jī)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(gè)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(xiàng)目使用電平轉(zhuǎn)換電路將單片機(jī)發(fā)出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平從而使RS-232接口與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，單片機(jī)通過USB

11、總線的通用接口芯片CH375直接對(duì)U盤進(jìn)行讀寫等操作，并使LED顯示模塊做出相應(yīng)的指示。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案串口電平轉(zhuǎn)換RS232MCULED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2.2.1 MCU的選擇 單片機(jī)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(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)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(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。方案一：AT89s51 AT89S51是一個(gè)體積小、低功耗，高性能

12、CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含有中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)器且I/O口數(shù)相對(duì)較多，價(jià)錢相對(duì)也比較便宜，但存儲(chǔ)空間不是非常大，只有4kB的可反復(fù)擦寫程序存儲(chǔ)器，而本次的設(shè)計(jì)需要大量的存儲(chǔ)空間。方案二：STC12C5A60ADSTC12C5A60AD單片機(jī)是高速/ 低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。且I/O口數(shù)比AT89S51多。價(jià)錢雖然比較昂貴，但存儲(chǔ)空間非常大，可以到達(dá)60K。而本次的設(shè)計(jì)正需要此容量的空間。由于AT89s51程序存儲(chǔ)空間只有4KB，不能滿足此項(xiàng)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

13、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(jī)/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。單片機(jī)只要在原硬件系統(tǒng)中增加1個(gè)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(shí)現(xiàn)了普通單片機(jī)與U盤的通訊。CH375 芯片可以工作于USB-HOST 主機(jī)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(dòng)并行接口，可以直接連接多種單片機(jī)、DSP、MCU等。在普通的MCS-51系列單片機(jī)的典型應(yīng)用電路中，CH3

14、75 芯片可以通過8 位被動(dòng)并行接口的D7D0、-RD、-WR、-CS、A0 直接掛接到單片機(jī)U2 的系統(tǒng)總線上。方案二：串口方式如果CH375 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(jī)/DSP/MCU 連接3 個(gè)信號(hào)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(jī)對(duì)U盤的讀寫速率，選用CH375工作于主機(jī)方式下的并口方式2.2.3電源選擇電源模塊是單片機(jī)應(yīng)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

15、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、限流電阻及兩個(gè)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(fù)載串聯(lián)而得名的。但它的輸出電源不可能絕對(duì)穩(wěn)定的，只能是基本穩(wěn)定，且負(fù)載電流較大時(shí)，調(diào)整管的集電極損耗大，電源效率低，有時(shí)還要配有龐大的散熱裝置。方案二： 本設(shè)計(jì)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(jì)的是線性穩(wěn)壓電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出電壓穩(wěn)定性強(qiáng)、文波電壓小等優(yōu)點(diǎn)，但是，在負(fù)載電流較大且輸出電壓較低時(shí)，其自身的功耗很大。但如果給本系統(tǒng)供電，完全

16、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(jì)與分析3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)簡(jiǎn)介STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。STC12C5A60S2單片機(jī)中中包含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)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(jī)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(gè)片上系統(tǒng)。 圖 3.3.1 STC12C5A60S2系列單片

17、機(jī)的內(nèi)部框圖3.1.2電路分析單片機(jī)最小系統(tǒng)由MCU、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源模塊組成。MCU：?jiǎn)纹瑱C(jī)P0.0P0.7連接到CH375的8位雙向數(shù)據(jù)總線D0D7，25腳至31腳接到顯示電路，5腳至8腳接到按鍵控制電路。時(shí)鐘電路： STC12C5A60AD使用22.1184MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量為30P。單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。復(fù)位電路：復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。

18、（1）上電復(fù)位：此單片機(jī)為高電平復(fù)位，在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容C8到VCC，再連接一個(gè)電阻R29到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的值為10K和10uF。（2）按鍵復(fù)位：在復(fù)位電容C8上并聯(lián)一個(gè)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)Srst按下時(shí)電容C8被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來使單片機(jī)復(fù)位。電源模塊： 圖3.1.2 電源電路電源模塊的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)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，

19、 R40為L(zhǎng)ED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(jī)STC12C5A60AD通過CH375通過相關(guān)USB協(xié)議可以很方便的和其他USB設(shè)備進(jìn)行連接。在此課題中，通過這個(gè)電路，我們的U盤能夠和單片機(jī)進(jìn)行較快的數(shù)據(jù)傳輸。 圖3.2 CH375電路CH375與單片機(jī)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(duì)5V 電源線和一對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)線，通常，+5V 電源線是紅色，接地線是黑色，D+信號(hào)線是綠色，D-信號(hào)線是白色。U

20、SB 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 是容量為0.1F的獨(dú)石或高頻瓷片電容。電容C3 用于CH375 內(nèi)部電源節(jié)點(diǎn)退耦，C3 是容量為0.01F 的獨(dú)石或高頻瓷片電容，如果對(duì)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(shí)鐘振蕩電路。USB-HOST 主機(jī)方式要求時(shí)鐘頻率比較準(zhǔn)確，XTAL1 的頻率是12MHz±0.4，C6 和C7 是容量約為15pF 的獨(dú)石或高頻瓷片電容。如果電源上電過程較慢并且

21、電源斷電后放電時(shí)間較長(zhǎng)，那么CH375將不能可靠復(fù)位?？梢栽赗STI引腳與VCC 之間跨接一個(gè)容量為0.47F 的電容C5，同時(shí)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(jī)和電腦的。有以下兩種作用：(1)下載程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)和主機(jī)通過此串口連接。(2)顯示內(nèi)容： STC12C5A60AD單片機(jī)時(shí)只有P2口能接一個(gè)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)RS232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)換，即標(biāo)準(zhǔn) rs232 電平很高，達(dá)正負(fù)15V；而常用的TTL電平最高5V。通常我們用的單片

22、機(jī)是TTL電平（正負(fù)5V），RS-232接口的信號(hào)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(jī)的TXD端P3.1，TTL電平從單片機(jī)的TXD端發(fā)出，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(jì)算機(jī)RXD端，計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)。PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)從PC機(jī)串口的TXD端發(fā)出數(shù)據(jù)，再逆向流向單片機(jī)的RXD端P3.0接收數(shù)據(jù)。3.4 按鍵電路此電路是一個(gè)按鍵控制電路。屬于單片機(jī)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

23、電路通過LED燈來顯示對(duì)U盤的操作。不過，這種顯示不清晰，為了更好的顯示對(duì)U盤的操作，可以通過串口電路將單片機(jī)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(jì)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(duì)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(gè)文件打開一個(gè)文件并讀取數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù) 查詢屬性 刪除這個(gè)文件 關(guān)閉文件 結(jié)束 圖4.1 主流程圖 系統(tǒng)復(fù)位流程圖解析：voidmInitSTDIO( )SCON = 0x50;PCON = 0x80;T

24、MOD = 0x20;TH1 = 0xf3; /* 24MHz晶振, 9600bps */TR1 = 1;TI = 1;對(duì)芯片端口的初始化設(shè)置，初始化完成之后程序運(yùn)行會(huì)進(jìn)行U盤檢測(cè)，如果檢測(cè)U盤成功（否者繼續(xù)檢測(cè)待命），則進(jìn)入枚舉文件命令進(jìn)而打來相應(yīng)的文件，如果打開文件成功（若打開文件失敗這該程序也會(huì)終止），此時(shí)通過按鍵可對(duì)U盤進(jìn)行讀寫操作，直到一條指令的完成整個(gè)過程終止。4.2 串口模塊void UART_Init() PCON|=0x80; /PCON的最高位SMOD=1時(shí)波特率加倍 TMOD=0x20; /時(shí)器1為方式2 初值自動(dòng)裝入 產(chǎn)生波特率 TH1=0xfd; /定時(shí)器初始為0XF

25、d，晶振為22.1184MHz，本函數(shù)實(shí)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(dòng)定時(shí)器1ES=1; /使能串口接收中斷， 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

26、&0xf0)!=0xf0);return(key); 圖4.4 按鍵模塊通過按鍵來實(shí)現(xiàn)對(duì)U盤的操作，當(dāng)按鍵掃描程序啟動(dòng)掃描完按鍵時(shí)，延時(shí)去抖。此時(shí)便開始判斷是否有鍵按下，有四種可能： 1.當(dāng)S1鍵按下，在U盤文件夾中寫入信息，如寫入1；2.當(dāng)S2鍵按下，把剛剛寫入U(xiǎn)盤的信息刪除；3.當(dāng)S3鍵按下，關(guān)閉文件夾。4.當(dāng)S4鍵按下，在U 盤中創(chuàng)建一個(gè)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(dāng)前文件長(zhǎng)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(dāng)前文件所在扇區(qū)位置修 改時(shí) 間查詢當(dāng)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(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)人到U

27、盤而且能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)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(kuò)展名、文件屬性、時(shí)間日期、文件的開始簇號(hào)和文件長(zhǎng)度。2、 寫文件WriteFile 0寫入新文件時(shí)。需在FAT表中查找未使用的簇，并將該簇號(hào)寫入文件所對(duì)應(yīng)的目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的文件開始簇號(hào)位置； 當(dāng)文件長(zhǎng)度大于一簇時(shí)，還需在FAT表中的對(duì)應(yīng)起始簇號(hào)位置填人下一可用簇的簇號(hào)，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(xiàng)可能需要更改，如文件長(zhǎng)度等。而將外面的數(shù)據(jù)通過USB導(dǎo)人到單片機(jī)系統(tǒng)的步驟如下：(1)搜索文件SearchFi

28、le 0通過搜索文件目錄可以找到所要讀的文件的開始簇號(hào)、文件長(zhǎng)度等重要信息。(2)讀文件ReadFile 0讀文件時(shí)。可將文件開始簇號(hào)轉(zhuǎn)為扇區(qū)號(hào)并讀出扇區(qū)號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，若文件長(zhǎng)度不止一簇，應(yīng)根據(jù)前一簇號(hào)找到其鏈節(jié)簇。然后再將鏈節(jié)簇轉(zhuǎn)換為扇區(qū)號(hào)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(duì)應(yīng)的目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)置相應(yīng)標(biāo)志然后修改FAT表及備份FAT表。將此文件使用的簇號(hào)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(gè)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(gè)按鍵控制流水燈程序，查看按鍵是否能準(zhǔn)確控制L

29、ED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(jī)STC12C5A60S2 ，通過電壓表測(cè)量電壓值。（能測(cè)出此電壓為5V）5.4串口模塊調(diào)試將單片機(jī)經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換成串口所需電平連接到PC機(jī)上，查看：(1)電腦上是否有硬件連接顯示。(2)通過相應(yīng)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(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，

30、而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)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(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。通過這次實(shí)踐，我了解了單片機(jī)讀寫U盤的用途及工作原理，熟悉了單片機(jī)讀寫U盤的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培

31、養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。參考文獻(xiàn)1、CH375

32、器件使用手冊(cè)2、FAT16和FAT32文件系統(tǒng)3、單片機(jī)高級(jí)教程，何立民，北京航空航天大學(xué)出版社，2000年。4、單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，馬忠梅，北京航空航天大學(xué)出版社，5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社。6、孫霞 基本單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究 微計(jì)算機(jī)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(jì) 桂林電子科技大學(xué) 20078、楊全玖 基本CH375多通道USB接口與PC機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)微計(jì)算機(jī)信息 20079、USB總線接口芯片CH375中文手冊(cè)Z 南京沁恒電子 200410、USB-HOST芯片CH375的U盤文件級(jí)子程序庫說明Z 南京沁恒電子 200411、肖

33、踞雄 翁鐵成 宋中宋 USB技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計(jì)M 北京 清華大學(xué)出版社 200312、鄧清濤 楊鵬 基于CH375的單片機(jī)U盤控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 200713、劉井權(quán) 王憲 基于單片機(jī)的USB接口的設(shè)計(jì)J 自動(dòng)化儀表 200614、陳啟美 丁傳鎖 計(jì)算機(jī)USB接口技術(shù)M 南京 南京大學(xué)出版社 200315、馬偉 計(jì)算機(jī)USB系統(tǒng)原理及其主/從機(jī)設(shè)計(jì)M 北京 北京航空航天大學(xué)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(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，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(xué)的最后學(xué)習(xí)

34、階段畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，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(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時(shí)間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)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(jìn)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(bào)，你們永遠(yuǎn)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(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)

35、、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 熊戀 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(jī)STC12C5A60AD1液晶顯示LCD128641晶振12M122.1184M1電阻1.5K14.7K81K110K827220016207電容0.01uF10.1uF20.47

36、uF110uF115pF216V/100uF130P2100uF110311045附錄C:電路PCB圖附錄D：CH375資料概述CH375 是一個(gè)USB總線的通用接口芯片，支持USB-HOST主機(jī)方式和USB-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(jī)/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機(jī)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(jī)/DSP/MCU/MPU 等相連接。CH375的USB 主機(jī)方式支持常用的USB 全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過CH375 按照

37、相應(yīng)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(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB 存儲(chǔ)設(shè)備（包括USB 硬盤/USB 閃存盤/U 盤）單片機(jī)讀寫U盤的接口由于CH375內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)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(jī)可以通過CH375將U盤（USB閃存盤、USB外置硬盤）作為可移動(dòng)的大容量存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)讀寫只需要幾條指令，而不需要詳細(xì)了解USB通信協(xié)議。特點(diǎn) 全速USB-HOST 主機(jī)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

38、CH372 芯片，支持動(dòng)態(tài)切換主機(jī)與設(shè)備方式。 主機(jī)端點(diǎn)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(dòng)檢測(cè)USB 設(shè)備的連接和斷開，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(jiǎn)化常用的控制傳輸。 內(nèi)置固件處理海量存儲(chǔ)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(chǔ)設(shè)備（包括USB 硬盤/USB 閃存盤/U 盤）。 通過U 盤文件級(jí)子程序庫實(shí)現(xiàn)單片機(jī)讀寫USB 存儲(chǔ)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

39、、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(dòng)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。封裝 引腳功能說明一般說明CH375 芯片可以工作于USB-HOST 主機(jī)方式或者USB 設(shè)備方式。CH375的USB 主機(jī)方式支持并行接口和串行接口。在USB主機(jī)方式下，CH375支持各種常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)需要編寫固件程序按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB 設(shè)備通訊。但是對(duì)于USB 存儲(chǔ)設(shè)備，CH375 內(nèi)置了相關(guān)協(xié)議，通常情況下，外部單片機(jī)不需要編寫固件程序

40、，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(dòng)并行接口和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行接口。并行接口并口信號(hào)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#以及地址輸入引腳A0。通過被動(dòng)并行接口，CH375芯片可以很方便地掛接到各種8 位單片機(jī)、DSP、MCU 的系統(tǒng)總線上，并且可以與多個(gè)外圍器件共存。CH375芯片的RD#和WR#可以分別連接到單片機(jī)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(dòng)，用于當(dāng)單片機(jī)具有多個(gè)外圍器件時(shí)進(jìn)行設(shè)備選擇。INT#輸出的中斷請(qǐng)求是低電平有效，可以連接到單片機(jī)的中斷輸入引

41、腳或者普通I/O 引腳，單片機(jī)可以使用中斷方式或者查詢方式獲知中斷請(qǐng)求。當(dāng)WR#為高電平并且CS#和RD#及A0 都為低電平時(shí)，CH375 中的數(shù)據(jù)通過D7D0輸出；當(dāng)RD#為高電平并且CS#和WR#及A0 都為低電平時(shí)，D7D0上的數(shù)據(jù)被寫入CH375 芯片中；當(dāng)RD#為高電平并且CS#和WR#都為低電平而A0 為高電平時(shí)，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(jī)方式，CH375 芯片的USB 設(shè)備方式不支持串口。串口信號(hào)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

42、單片機(jī)、DSP、MCU 進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。CH375芯片的RXD 和TXD可以分別連接到單片機(jī)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(qǐng)求是低電平有效，用于通知單片機(jī)。CH375 的串行數(shù)據(jù)格式是1個(gè)起始位、9個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位，其中前8個(gè)數(shù)據(jù)位是一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，最后1個(gè)數(shù)據(jù)位是命令標(biāo)志位。第9位為0時(shí)，前8位的數(shù)據(jù)被寫入CH375芯片中，第9位為1時(shí)，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(rèn)是9600bps，單片機(jī)可以隨時(shí)通過SET_BAUDRATE 命令選擇合適的通訊波特率。其它在CH375 芯片的復(fù)位期間，TXD引腳用于選擇通訊接口。

43、如果CH375 在復(fù)位期間檢測(cè)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(fù)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(jī)方式。CH375芯片的ACT#引腳用于狀態(tài)指示。在內(nèi)置固件的USB設(shè)備方式下，當(dāng)USB 設(shè)備尚未配置或者取消配置后，該引腳輸出高電平；當(dāng)USB 設(shè)備配置完成后，該引腳輸出低電平。對(duì)于CH375A 芯片，在USB主機(jī)方式下，當(dāng)USB 設(shè)備斷開后，該引腳輸出高電平；當(dāng)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(jí)管LED，用于指示相關(guān)的狀態(tài)。CH375 芯片的UD+

44、和UD-引腳是USB 信號(hào)線，工作于USB 設(shè)備方式時(shí)，應(yīng)該直接連接到USB 總線上；工作于USB 主機(jī)方式時(shí)，可以直接連接到USB設(shè)備。如果為了芯片安全而串接保險(xiǎn)電阻或者電感，那么交直流等效串聯(lián)電阻應(yīng)該在5之內(nèi)。CH375芯片內(nèi)置了電源上電復(fù)位電路，一般情況下，不需要外部提供復(fù)位。RSTI 引腳用于從外部輸入異步復(fù)位信號(hào)；當(dāng)RSTI 引腳為高電平時(shí)，CH375芯片被復(fù)位；當(dāng)RSTI 引腳恢復(fù)為低電平后，CH375會(huì)繼續(xù)延時(shí)復(fù)位20mS 左右，然后進(jìn)入正常工作狀態(tài)。為了在電源上電期間可靠復(fù)位并且減少外部干擾，可以在RSTI引腳與VCC 之間跨接一個(gè)容量為0.47uF 左右的電容。RST引腳和RST#引腳是復(fù)位狀態(tài)輸出引腳，分別是高電平有效和低電平有效；當(dāng)CH375電源上電復(fù)位或者被外部強(qiáng)制復(fù)位以及復(fù)位延時(shí)期間，RST 引腳和RST#引腳分別輸出高電平和低電平；CH375復(fù)位完成后，RST 引腳和RST#引腳分別恢復(fù)到低電平和高電平。RST 和RST#引腳可