0637213宋厚强开题报告改2.doc

南京林业大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名宋厚强学 号0637213专 业测控技术与仪器指导教师姓名黄石红职 称副教授所在学院机械电子工程学院选题来源科研课题 生产实践 其它 /选题类型毕业设计 毕业论文 /选题名称基于CH375的USB数据传输设计实现研究的目的及意义随着USB 技术的快速发展,USB 移动存储设备的使用越来越广泛,目前在一些具有数据采集分析功能的仪器设备上都提供了USB 接口。在众多USB 移动存储设备接口芯片中,CH375 是一种具有极高性价比的国产芯片。U 盘以其体积小、易携带、容量大、使用方便等特点成为很常用的移动存储设备。但是一直以来人们对U 盘的使用习惯于U 盘与计算机之间的通讯。现在,CH375芯片可以完成使U 盘与单片机进行直接通讯的功能。单片机只要在原硬件系统中增加1 个CH375 芯片就可以直接调用CH375 提供的子程序库来直接读取U盘中的数据,从而实现了普通单片机与U 盘的通讯、方法简单、便于操作、综合成本比较低,具有较大的推广应用价值。国内外同类研究概况在国外，对利用单片机直接控制存储设备的研究早已开始，而且相关的产品已经面世。在我国，CH375应用范围广，以其为平台而开发的产品数目众多。例如：陈会 、张喜验等人利用接口控制芯片CH375 ,设计了一个不需要大规模改变原有系统,并且可以对原系统进行升级的U 盘读写系统。该设计扩展了USB 接口,解决了以往需将一些较笨重的数据读取设备带到现场进行数据更新和采集的问题。实践表明,该设计可广泛应用在海洋台站各自动化观测设备中。 又如北京普析通用公司所开发的LPT-USB打印机驱动器，该驱动器实现了并口仪器与USB打印机的连接。利用该设计将能够实现并行打印口数据在USB打印机上的直接打印，克服了有些并口仪器必须连接并口打印机才能打印的弊端，给用户带来了极大方便。此外在列车或其他重要电工场合,重要部件的温度变化是极需重视的安全参数,必须为其设计智能温度监测系统。武汉大学的张培森，黄启俊等人所研究的CH375 在机车智能测温系统中的应用实现了实时数据的保存，以便操作者读取数据并分析事故多发阶段及其诱因,达到防范于未然。当今社会矿井事故的发生随着煤矿开采力度的加大，日益增多。煤矿开采、掘进、运输等整个生产过程都受瓦斯、一氧化碳、煤尘等因素的严重威胁，所以，在工程进行之前，对矿井安全因素的分析，显得尤为重要。太原科技大学的康琳等人所设计的井下数据采集系统能够把实时存储在Flash芯片上的数据方便快捷地采集到U盘中。不但开发成本低，还能克服矿井下危险环境带来的不便。上述可知，接口芯片CH375给人们的生产，生活带来了方方面面的影响。研究内容及计划对基于CH375的USB数据传输设计进行硬件，软件进行相关设计，利用Protel完成电路原理图和PCB图设计，单片机编程采用KEIL C语言，自行完成系统的制作，实现预期功能。1、准备工作-撰写开题报告（第1周第3周）2、分析论证并确定设计方案（第4周第5周）3、进行相关的理论分析和系统的设计（第6周第14周）4、撰写设计（论文）说明书（第15周）5、毕业设计答辩（第16周）特色与创新CH375 是一种USB 总线的通用接口芯片,可以方便地挂接到单片机的控制总线上。并且支持常用的USB全速设备。单片机可以直接调用子程序库读写U 盘中的文件数据,硬件上只需在原单片机系统中增加一个CH375 芯片,综合成本较低。指导教师意 见 指导教师签名： 年 月 日基于CH375的USB数据传输设计实现的文献综述 姓名：宋厚强 学号：0637213随着计算机技术的快速发展，USB移动存储设备的使用已经非常普遍，因此在一些需要转存数据的设备、仪器上使用USB移动存储设备接口的芯片便相继产生了，CH375就是其中之一，它是一个USB总线的通用接口芯片，支持HOST主机方式和SLAVE设备方式1。单片机只要在原硬件系统中增加1 个CH375 芯片就可以直接调用CH375 提供的子程序库来直接读取U盘中的数据,从而实现了普通单片机与U 盘的通讯、方法简单、便于操作、综合成本比较低,具有较大的推广应用价值。 CH375有如下特点：（1）全速USB-HOST主机接口符合USB1.1，支持动态切换主机与设备方式，外围元器件只需要1个晶体和2个电容；（2）主机端点输入和输出缓冲区各有64字节，支持常用的12Mb/s全速USB设备；（3）支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输；（4）自动检测USB设备的连接和断开，提供设备连接和断开的通知；（5）内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输；（6）并行接口包含8位数据总线，4线控制：读选通、写选通、片选输入和中断输出；（7）串行接口包括串行输入、串行输出和中断输出，支持通信波特率的动态调整；（8）支持5V电源电压和3.3V电源电压2。CH375的已经应用到生活，生产中的方方面面。矿井事故的发生随着煤矿开采力度的加大，日益增多。煤矿开采、掘进、运输等整个生产过程都受瓦斯、一氧化碳、煤尘等因素的严重威胁。所以，在工程进行之前，对矿井安全因素的分析，显得尤为必要。众所周知，地下信号的通信传输比较困难。因此，可以把矿井的温度、瓦斯浓度通过传感器采集、经由单片机实时地上传到U盘上存储，当矿井探测人员下井时，插上U盘，单片机通过INT#中断，把实时存储在U盘芯片上的数据方便快捷地采集到U盘中，带回处理3。不但开发成本低，还能克服矿井下危险环境带来的不便。康琳、高文华等人所设计的矿井数据采集设备基本模块包括传感器模块、日历时钟芯片电路、Flash存储设备、接口电平转换电路、单片机和USB接口芯片。传感器模块完成数据采集功能，通过ADC把数据上传到Flash存储设备上，当接上USB外设时，给单片机一个脉冲电平，单片机初始化CH375芯片，经过日历时钟芯片的时间调整，把各个时刻矿井的周围环境数据送到USB外设上，便于把数据带回分析。硬件电路的设计：单片机采用C8051F040、USB总线接口芯片为CH375、时钟芯片为DS1339、电平转换接口芯片采用SP3223E、Flash 存储芯片采用K9F5608。软件方面设计：CH375的U盘文件级子程序库具有以下特性：支持常用的FAT12、FAT16 和FAT32 文件系统，磁盘容量可达100GB以上，支持多级子目录，支持8.3格式的大写字母文件名，支持文件打开、新建、删除、读写以及搜索等。CH375的文件级接口API子程序需要大约600b的随机存储器RAM 作为缓冲区。由于CH375芯片内置了常用的USB 固件以及大容量存储器的通信协议，无需了解协议层的结构，方便了固件的开发。实验证明，在开发过程中，只要配置好与单片机的端口，调用CH375的常用子程序，就可以完善所有USB开发，成本低而方便快捷。随着电子技术的发展,MP3播放器向大容量、高音质、小巧便携不断发展。虽然播放器与存储器的一体化设计使MP3播放器便于携带,但与此同时他也带来了很多新的问题,比如存储容量固定,如果想装下更多的歌曲只能去购买新的产品,造成了巨大的浪费;另一方面,一体化又限制了MP3播放器在其他领域的应用,比如车载MP3等不方便移动的播放器。于是将存储器与播放器分离成为MP3的另一发展方向,同时HOST USB的开发也为实时数据采集的移动存储提供了价格低廉的解决方案。 CH375可以方便地挂接到MCU系统总线上，MCU通过CH375按照相应的USB协议可以很方便地与其他USB设备进行通信。CH375工作在USBHOST模式下，将CH375的TXD端接地，RXD端悬空采取并行传输的方式，将8位并行数据线D0D7与AT-mega64L的PD口相连实现数据与命令的并行传输，RD，WR，CS，INT和A0五根控制线分别连接至ATmega64L的PC3.PC7引脚。RD，WR和CS分别为读选通、写选通和片选，低电平有效;INT中断请求为低电平有效;地址输入线AO为高电平时选择命令端口，可以向CH375写人命令;当AO引脚为低电平时选择数据端口，可以向CH375读写数据。CH375的USB主机方式支持常用USB全速设备，外部单片机可以通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通信。CH375还内置了处理MassStorage海存量储设备专用通信协议的固件，简化常用的控制传输。它还具有8位数据总线和读、写、片选控制线，以及中断输出，可以方便地挂接到单片机控制器件的系统总线上，它兼容USB2.0，外围元件只需要晶振和电容，主机端点输入和输出缓冲区各64字节，支持常用的12Mbps全速设备4。支持USB设备的控制传输，批量传输和中断传输，CH375芯片在本地端提供了通用的被动并行口和点对点的串行接口。对于存储设备的应用，CH375直接提供了数据块的读写接口，以512b的物理扇区为基本读写单位，从而将USB存储设备简化为一种外部数据存储器，单片机可以自由读写USB存储设备中的数据，也可以自由定义其数据结构。CH375以C语言子程序库提供了USB存储设备的文件级接口，这些应用层接口API包含了常用的文件级操作，可以移植并嵌入到各种常用的单片机程序中。随着USB技术的快速发展,基于USB 移动存储设备的使用一定会越来越广泛,目前在一些具有数据采集分析功能的仪器设备上都提供了USB 接口。在这种情况下，CH375接口芯片必然会应用到更多的领域，市场上和CH375相关的产品也会越来越多。参考文献1、张银海 基于CH375的USB移动存储接口设计 维普资讯 2008（6）2、南京沁恒公司 USB芯片CH375的评估板说明及应用参考 2004 3、康琳 高文华 马骥 基于CH375的井下数据采集系统设计【J】-电子设计应用 2007（6） 4、黄平平、吉荣廷 、沈大鹏 基于CH375实现单片机读写U盘【J】-电子应用设计2006（6）5、向前 在嵌入式系统中实现对U盘的操作 【J】-单片机与嵌入式系