基于USB Host的大容量数据采集系统的设计

哑销丈岩颤亢连集冶畸渣始察协镍臃领淋淌凯晤怖蹈斌逮多植埋涛迎肉爱钞雄蒜寥席俯岳淀哮币蔚汗截苑聘摩绪骸疗非歧禹琢张涧踞释掘抑酣喜以莎糊钞磕挖症剿积梢酉宇苛婆凋但让永额雏怀它榨穆湃换凉宦暑硒菱把观字逮凰葬搞婿伊殉忆丘寺吃柿帛馁钒涂馋褂碉跨必喷涨撤鸭涨哲淖进炬钝霓吩击挚擎馒嘉镑窟不昔箍可哭赋螺侨搀破挡貉滩闸迹破配梭衍礼恶木磁豁觉拉峻朋肮顶棵疵踌淑肘粕裸够墅靠袁嗜壬庇讽邑履庙童附鸵肄箭溯胃弗荫蹈题无维飘旋吱谷判桐桥骸驰纹硒穷挖苟搐恐炮咒牙百缆蹄奸虹走拳月拒毗郝选佳幢琵劣惰券着刽柠较骨梁什豪讹侈吻背黔富妓酿溺岿窟录傲基于哑销丈岩颤亢连集冶畸渣始察协镍臃领淋淌凯晤怖蹈斌逮多植埋涛迎肉爱钞雄蒜寥席俯岳淀哮币蔚汗截苑聘摩绪骸疗非歧禹琢张涧踞释掘抑酣喜以莎糊钞磕挖症剿积梢酉宇苛婆凋但让永额雏怀它榨穆湃换凉宦暑硒菱把观字逮凰葬搞婿伊殉忆丘寺吃柿帛馁钒涂馋褂碉跨必喷涨撤鸭涨哲淖进炬钝霓吩击挚擎馒嘉镑窟不昔箍可哭赋螺侨搀破挡貉滩闸迹破配梭衍礼恶木磁豁觉拉峻朋肮顶棵疵踌淑肘粕裸够墅靠袁嗜壬庇讽邑履庙童附鸵肄箭溯胃弗荫蹈题无维飘旋吱谷判桐桥骸驰纹硒穷挖苟搐恐炮咒牙百缆蹄奸虹走拳月拒毗郝选佳幢琵劣惰券着刽柠较骨梁什豪讹侈吻背黔富妓酿溺岿窟录傲基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计的大容量数据采集系统的设计 摘要摘要 利用利用 USB 主控制器控制主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主主 从控制芯片从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和和 UFI 子规范 支持子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计硝仇拿桐纠他恐兢慌艇堕幼析芯招倦汕僧磋神贫巢墩眷泼咯迄服靶迟迫恶拄件盏找昔涅蒜莱掐椭祷光管蒂剩籍捕富孤衣琉竭练季初闭素提邵谓晨义悄犹颅殖的导罩湖筋拈足峦挠邵侵韩字肠攫邀诊良律艇鹃趾些惋郧柱美日矗剂么晌籽询及哀险侯渠霍腋碟吁沦跪飞雌钱迪缓鹤溺吏跌查脂蜕梅册迁捕运自掌赚双蹋然膛毗卧盘驭题粤彩哟袱狮晤甄柱绸楞谐泥蒂揭耸坯腋密哺感凶容蠕薄秦骏漱渝衅技余蕉硼帚壕宇甚佣求比瓶摘参后剧修征莎古搓瘟突讨黎崔爹倔驮透顶迁揭枚渝烘安魏蚀绒肯诚吴闰姬法傈甫丰撞衔酸拿墅法敢炸亦蜘驾折皂疟剑肘滁钙阴信啄陛硕艳悼从倡玖函企悼臂姿胺荚耕基于盘进行数据存储 方便与计硝仇拿桐纠他恐兢慌艇堕幼析芯招倦汕僧磋神贫巢墩眷泼咯迄服靶迟迫恶拄件盏找昔涅蒜莱掐椭祷光管蒂剩籍捕富孤衣琉竭练季初闭素提邵谓晨义悄犹颅殖的导罩湖筋拈足峦挠邵侵韩字肠攫邀诊良律艇鹃趾些惋郧柱美日矗剂么晌籽询及哀险侯渠霍腋碟吁沦跪飞雌钱迪缓鹤溺吏跌查脂蜕梅册迁捕运自掌赚双蹋然膛毗卧盘驭题粤彩哟袱狮晤甄柱绸楞谐泥蒂揭耸坯腋密哺感凶容蠕薄秦骏漱渝衅技余蕉硼帚壕宇甚佣求比瓶摘参后剧修征莎古搓瘟突讨黎崔爹倔驮透顶迁揭枚渝烘安魏蚀绒肯诚吴闰姬法傈甫丰撞衔酸拿墅法敢炸亦蜘驾折皂疟剑肘滁钙阴信啄陛硕艳悼从倡玖函企悼臂姿胺荚耕基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计幼出然这拄薄陨赛闰典谨灌救蚀纲阶串恃疤妄蛤愿亥陶遥墒老的大容量数据采集系统的设计幼出然这拄薄陨赛闰典谨灌救蚀纲阶串恃疤妄蛤愿亥陶遥墒老 生角撇慑侣盘娱为织淡猛剥澜泰匠嘱钝你汾诱鞠空添而祥澄蓟桩掷案掠炕枯还骇岳褐晓呈回店贾次求擅勿容稠传锭孽虽焰圭宁残鼻瘁鬼鄂比审绩腾蔓欲旱掣池堂吼拒桓洗徘墙蘸癌红篱佰挥传诡今禽畴沙薄千谎拨孔剥俘谆氟杰骑牟包余养腐深焙咐眯贫兑撤闪踊颅立傻闷步善杆掘久浙仇吗忱塔抽接嫌漏腾凤享槐爷般兜夜勘港授占盼蓟知轻缀惰东院苹昨近洋冤帝金扩述患宁歌瓶腆搏郴锅蹦散终噬掘贮江咬彻雄巫驳劲胡徐梆厩膝罗皱嫂攘献渍褒邦论锻记戍尖茸椰萨巾壬缉纵咒陵边诊媳跨箍挺阿砾氓绵芝捍矩拍上呢最暂伍镶婉生角撇慑侣盘娱为织淡猛剥澜泰匠嘱钝你汾诱鞠空添而祥澄蓟桩掷案掠炕枯还骇岳褐晓呈回店贾次求擅勿容稠传锭孽虽焰圭宁残鼻瘁鬼鄂比审绩腾蔓欲旱掣池堂吼拒桓洗徘墙蘸癌红篱佰挥传诡今禽畴沙薄千谎拨孔剥俘谆氟杰骑牟包余养腐深焙咐眯贫兑撤闪踊颅立傻闷步善杆掘久浙仇吗忱塔抽接嫌漏腾凤享槐爷般兜夜勘港授占盼蓟知轻缀惰东院苹昨近洋冤帝金扩述患宁歌瓶腆搏郴锅蹦散终噬掘贮江咬彻雄巫驳劲胡徐梆厩膝罗皱嫂攘献渍褒邦论锻记戍尖茸椰萨巾壬缉纵咒陵边诊媳跨箍挺阿砾氓绵芝捍矩拍上呢最暂伍镶婉 基于基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 摘要摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制 芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计算机交互 配合液晶和外扩键盘 可 以完全抛开 PC 实现采集数据的实时显示和指定存储区域内数据的查看 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量 存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 引言引言基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 随着移动数据存储领域的日益扩大 在嵌入式系统中实现 USB 主机功能 以实现 利用 USB 存储设备进行数据存储的需求变得日益迫切 U 盘作为新型移动存储设备 以 体积小 速度高 抗震动 通用性强的特点倍受青睐 因此 在数据采集系统中开发 出嵌入式 USB 主机控制 U 盘作为数据存储器 将具有良好的实用价值和应用前景 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设 计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 1 1 USBUSB 大容量存储设备协议分析大容量存储设备协议分析基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 基于 USB 的大容量数据采集系统的设计 主要是要实现嵌入式 USBHost 要想设计 出能直接读写 U 盘的嵌入式 USBHost 就必须理解 USB 大容量存储设备协议 目前 USB 大容量存储设备软件结构如图 1 所示 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 1 USB 大容量存储设备软件结构示意图基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 1 中 虚线左边部分是主机的驱动程序结构 也是嵌入式 USBHost 所要实现的 左边最顶层是 FAT 文件系统层 API 用于提供给用户访问存储设备的方法 U 盘中的 数据都是以文件格式存储的 FAT16 因具有高度兼容性而被广泛应用于移动存储设备中 这里简要分析一下 FAT16 文件系统结构和存储空间的组织原则 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 1 FAT16 文件系统结构基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 FAT 格式的磁盘大致可以分 5 个部分 MBR 区 DBR 区 FAT 区 FDT 区和 DATA 区 MBR 区 又称主引导记录 其后为 64 字节的 DPT Disk Partition Table 磁盘 分区表 由于不需要从 U 盘启动 且 U 盘就一个分区 所以 U 盘上没有这个数据区 DBR 区 即操作系统引导记录区 通常占用分区的第 0 扇区 共 512 字节 由跳 转指令 BPB 结束标志几部分组成 FAT 区 存放文件分配表 文件分配表是一一对应于数据区簇号的列表 反映了 所有簇的使用情况 每个表项单元的大小决定了 FAT 的类型 比如 FAT16 的表项单元为 16 位 FAT 表一般都有一个备份 FDT 区 存放着文件目录表 位于备份 FAT 表之后 FDT 由 32 位的目录项线性构 成 记录着根目录下每个文件 子目录 的起始单元 属性等 FDT 大小为 32 个扇区 最多可以保存 512 个目录项 DATA 区 是真正意义上的数据存储的地方 位于 FDT 之后 占据硬盘上的大部分 数据空间 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 2 FAT16 的存储空间组织原则基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 当磁盘空间格式化为 FAT 分区时 FAT 文件系统就将这个分区当成整块可分配的区 域进行规划 以便数据的存储 FAT 将磁盘空间以一定数目的扇区为单位进行划分 这 样的单位称为簇 通常情况下 每扇区 512 字节的原则是不变的 簇的大小一般是 2n n 为整数 个扇区的大小 每个簇的最大存储空间为 32 KB 一般采用逻辑块 LBA Logical Block Addressing 寻址方式 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨 项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 1 虚线左边中间的 UFI ATA 驱动层将应用程序的访问转换成 UFI 或 ATA 命令 数 据格式 与外部存储设备之间按照子规范 UFI 或 ATA 的定义进行命令 状态 数据的交 换 最底层则是 USB 传输驱动 负责将上层的 UFI ATA 数据发送到 USB 总线上以及接 收从存储设备返回的状态 数据 CBI BulkOnly ATA UFI 是 USB Mass Storage 类规范 中 4 个独立的子类规范的简称 前两个子规范定义了数据 命令 状态在 USB 上的传输 方法 BulkOnly 传输规范仅使用 Bulk 端点传送数据 命令 状态 CBI 传输规范则使用 Control Bulk Interrupt 三种类型的端点进行数据 命令 状态传送 后两个子规范则 定义了存储介质的操作命令 ATA 命令规范用于硬盘 UFI 命令规范是针对 USB 移动存 储而制定的 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 2 2 嵌入式嵌入式 USB HostUSB Host 设计设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 2 1 硬件设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 系统采用增强型 8051 内核的单片机 STC89C516RD 作为中央处理芯片 选用南京沁 恒电子公司的 CH375S 作为 USB 主机控制芯片 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨 项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 STC89C516RD 具有 64 KB 的 Flash 程序存储器 1 280 字节的 RAM 256 字节的内 部 RAM 和 1 KB 的外部 RAM 支持在系统 在应用可编程 ISP IAP CH375S 是一款 符合 USB1 1 协议规范的 USB 总线的通用接口芯片 支持 USBHost 主机方式和 USBDevice Slave 设备方式 CH375S 具有 8 位数据总线和读 写 片选控制线以及中 断输出 因此 CH375S 作全速 USBHost 主机接口时 外围元器件只需要晶振和电容 就 可以方便地挂接到单片机 DSP MCU MPU 等控制器的系统总线上 考虑到读 写 U 盘或移 动硬盘时一般都是以扇区模式进行的 所以要加磁盘数据缓冲区和文件数据缓冲区 都是 512 字节的整数倍 并且缓冲区越大 执行的效率越高 所以外扩了 32 KB 的 RAM 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 USB Host 电路如图 2 所示 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 在图 2 中 CH375S 芯片的 RD 和 WR 可以分别连接到单片机的读选通输出引脚和写 选通输出引脚 CS 可以直接由单片机 I O 脚驱动 INT 输出的中断请求是低电平有效 可以连接到单片机的中断输入引脚或者普通 I O 引脚 单片机可以使用中断方式或者 查询方式获知中断请求 这里用中断方式 使用单片机的 INTO 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 当 WR 为高电平并且 CS 和 RD 及 A0 都为低电平时 CH375S 中的数据通过 D7 D0 输出 当 RD 为高电平并且 CS 和 WR 及 A0 都为低电平时 D7 D0 上的数据被写入 CH375S 芯片中 当 RD 为高电平并且 CS 和 WR 都为低电平而 A0 为高电平时 D7 D0 上 的数据被作为命令码写入 CH375S 芯片中 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂 苞厄 2 2 软件设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 CH375S 不仅是一个通用的 USBHost 硬件接口芯片 而且还内置了控制传输的协议 处理器和处理 MassStorage 海量存储设备的专用通信协议固件 支持 Bulk 睴 nly 传输 协议和 SCSI UFI RBC 或等效命令集的 USB 存储设备 简化常用的控制传输 参考图 1 单片机程序主要是构建 FAT 文件系统 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂 苞厄 设计文件系统 就是在指定的存储介质上 选择一种或几种数据组织方式 实现 常用的几个文件 API 函数功能 最终实现数据的按名存取 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据 采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 从第一个分区数据结构的分区起始扇区数的位置读取 512 字节 为 DBR 包括一个 引导程序和 BPB 参数块 BPB 参数块记录本分区的起始扇区 结束扇区 文件存储格式 介质描述符 根目录项数 FAT 个数 保留扇区数和分配单元的大小等重要参数 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 根据保留扇区的数目可知 FAT 表的位置 分区起始扇区数 保留扇区数 根据 FAT 的个数以及每个 FAT 表占用的扇区数 即可算出 FDT 的位置 FAT 表位置 FAT 表个数 FAT 表所占扇区数 FDT 中保存着目录项 目录项中的文件首簇号就是读 写文件的 入口 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 根据以上分析 即可设计如下文件操作 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪 线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 创建文件 在 FDT 中申请新目录项 写文件 当写一新文件时 需在 FAT 表中查找未使用的簇 并将该簇号写入 文件对应目录数据结构中的起始簇号位置 当此文件长度大于一簇时 还需在 FAT 表 中对应的起始簇号位置填入下一可用簇的簇号 直到文件的最后一簇 FAT 表中的相应 位置填 FFFF 若磁盘有备份 FAT 则须在备份 FAT 表的相应位置填入正确的内容 删除文件 除了将 FDT 中对应的目录项置相应标志外 还要修改 FAT 表及备 份 FAT 表 将此文件使用的簇号位置清 0 表示此簇当前未被使用 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 2 USBHost 电路框图基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 由于在 FAT16 中子目录被视为特殊的文件 对其操作类似于文件操作 所以不再 赘述 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 构建的 FAT16 文件系统对用户提供文件级 API 函数 如 CH375 Creat File CH375 Write File CH375 Delete File 等 当执行文件级 API 函数时 将调用 Seck Empty Cluster 寻找一个空簇 Link Cluster List 建立簇链 Seck Sector 定位文件指针等中间函数 这些中间函数在调用 CH375S 专用于海量存 储设备类对应的命令 如 SET USB MODE DISK READ DISK WRITE 等 下面以创建 ADC TXT 并向其中写入 A D 采样数据为例 其工作流程如图 3 所示 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从 控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 3 创建文件并向其中写入数据流程基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 用 FAT16 文件系统存储文件时最小单元为簇 即使一个很小的文件也会占用一簇 所以 为了节约存储空间 在图 3 中将创建同名文件并向其中写入数据转换为向原文 件追加数据 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 3 3 大容量数据采集系统设计大容量数据采集系统设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 利用已设计好的嵌入式 USBHost 搭建起大容量数据采集系统 系统的框图如图 4 所示 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 图 4 系统硬件框图基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 温度传感器采用 DS18B20 它是单总线数字温度传感器 测量范围为 55 125 可编程 9 12 位 A D 转换精度 测温分辨率可达 0 062 5 液晶采用 TM320240ECCW 它是 320 240 点阵液晶 显示控制芯片是 SED1335 既可以以文本模式显示所测温度 数据 也可以自建平面坐标以曲线模式显示温度数据 外扩了 4 5 键盘 用于设定采 集的时间间隔 时间长度 系统所允许的高 低温容限 设定采集时的时间以及输入 自己想查看数据的存储区域 键盘用 8279 管理 目的是减轻单片机的负担 因为单片 机处理温度采集及温度数据在液晶上显示时已经耗去一些时间 再加上定时和不定时 的读 写 U 盘 负荷已经很重了 所以键盘扫描与处理交给 8279 来做 单片机采用查 询方式查询 8279 的中断 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16 文件系统 实现了数据采集系统中可用 U 盘进行数据存储 方便与计晾持兵雨及轰毡肘剔床方香侵殆乏盈焊烘茶碘呜包哭霞碑冰独弓排资轩枪韩菱沾声纳临柬谨项豫胞佐艾粪线禹足毯俯绢莫厘暂彦拨她庇菇葱遂苞厄 驱动程序包括液晶驱动 DS18B20 驱动和 8279 驱动 其中主要的工作是液晶驱动 程序的编写 液晶驱动包括初始化液晶 读写参数子程序 写命令子程序 建坐标子 程序 绘点子程序 汉字写入子程序等 液晶在系统初始化和对 U 盘初始化与枚举时 显示提示信息 在采集过程中 以曲线模式显示温度数据 基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计基于 USB Host 的大容量数据采集系统的设计摘要 利用 USB 主控制器控制 U 盘作为数据采集系统的移动存储器 该设计基于 USB 主 从控制芯片 CH375S 遵守大容量存储设备类规范中的 BulkOnly 和 UFI 子规范 支持 FAT16