基于CH375的单片机U盘控制器的设计与实现

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔ＆ＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶｏｌ．１０Ｎｏ．３Ｍａｒ．２００８第１０卷第３期２００８年３月

２００８．３ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ０引言

随着Ｕ盘技术的迅速发展，单片机海量存储

选用Ｕ盘已经成为大家的首选。而如何让单片机

像在ＷＩＮＤＯＷＳ下识别ＦＡＴ文件系统那样识别Ｕ盘

并进行随意读写呢？本文针对这一情况，给出了

如何在嵌入式系统中利用ＣＨ３７５实现单片机对Ｕ

盘进行读写操作的具体方法。

１ＣＨ３７５的主要特点

其实，单片机读写Ｕ盘主要是找到ＵＳＢ总线

接口芯片，而ＣＨ３７５就是一个非常好用的芯片ＵＳＢ接口，它的主要特点如下：

◇全速ＵＳＢ－ＨＯＳＴ主机接口，兼容ＵＳＢ

Ｖ２．０，外围元器件只需要晶体和电容；

◇可全速动态切换主机与设备；

◇主机端点有输入和输出缓冲区各６４字节，

可支持常用的１２Ｍｂｐｓ全速ＵＳＢ设备；

◇支持ＵＳＢ的控制、批量和中断传输；

◇可自动检测ＵＳＢ设备的连接和断开，并提

供设备连接和断开的事件通知；

◇内置控制传输的协议处理器，可简化常用

的控制传输；

◇内置固件处理海量存储设备的专用通讯协

议，可支持Ｂｕｌｋ－Ｏｎｌｙ传输协议和ＳＣＳＩ、ＵＦＩ、ＲＢＣ或等效命令集的ＵＳＢ存储设备（包括ＵＳＢ硬

盘／ＵＳＢ闪存盘／Ｕ盘）；

◇可通过Ｕ盘文件级子程序库实现单片机读写ＵＳＢ存储设备中的文件。

◇并行接口包含８位数据总线，其中４线控制

包括读选通、写选通、片选输入、中断输出等；

◇串行接口包含串行输入、串行输出、中断

输出，支持通讯波特率动态调整；

◇可支持５Ｖ电源电压和３．３Ｖ电源电压，此

外，ＣＨ３７５Ａ芯片还支持低功耗模式；

◇采用ＳＯＰ－２８封装。

２ＦＡＴ文件系统

由于绝大部分单片机海量存储系统最终会与

Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统计算机交换数据，所以，为了

方便数据交换，Ｕ盘中的数据应该符合Ｗｉｎｄｏｗｓ

文件系统格式。常用的ＦＡＴ文件系统有ＦＡＴ１２、ＦＡＴ１６、ＦＡＴ３２等，Ｕ盘上的数据按照其不同的特

第１９卷　Ｖｏ１．１９　第ｌ８期　Ｎｏ．１８　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１１年９月　ＳｅＤ．２０１１　

基于ｕＣＯＳ　ＩＩ和ＣＨ３７５的Ｕ盘数据读写接口设计　

何达．黄光明　

（华中师范大学物理科学与技术学院，湖北武汉４３００７９）　

摘要：该设计在￥３Ｃ２４４０处理器和ｕＣＯＳＩＩ下设计了基于ＣＨ３７５的Ｕ盘数据读写方案。该方案以数字频率特性测试　

仪为应用背景，给出了具体应用电路。软件设计基于嵌入式操作系统ｕＣＯＳⅡ，保证了系统实时性和可扩展性。重点介　

绍了ｕＣＯＳⅡ操作系统下的ＣＨ３７５读写方法。该方案在数字频率特性测试仪中运行良好．达到了预期的技术指标。　

关键词：ＣＨ３７５；Ｕ盘数据读写；ｕＣＯＳＩ１操作系统：￥３Ｃ２４４０；移植　

中图分类号：ＴＮ２７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）１８—０１７８—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＵＳＢ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｕＣＯＳ　ｌＩ　ａｎｄ　ＣＨ３７５　

ＨＥ　Ｄａ，ＨＵＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ—ｍｉｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＰｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＵＳＢ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＨ３７５．￥３Ｃ２２４０　ａｎｄ　ｕＣＯＳ　ＩＩ　ｉＳ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　

ｄｉｇｉｔａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｗｅｅｐｉｎｇ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎＬ　Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｃｌｕｄｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　

ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕＣＯＳ　Ｉ１，ｗｈｉｃｈ　ｇｕａｒａｎｔｅｅｉｎｇ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏ　

第１９卷第５期　２Ｏ０６年１０月　山　东　科　学　ＳＨＡＮＤ０ＮＧ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ｖ０１．１９　Ｎｏ．５　Ｏｃｔ．２００６　

文章编号：１００２－４０２６（２００６）０５—００５６－０３　

基于ＣＨ３７５控制芯片的Ｕ盘读写系统　

陈会　，张喜验２，周扬２，田滢　，杨俊贤　

（１．中国海洋大学，山东青岛２６６００３；２．山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛２６６００１）　

摘要：针对一些内部集成了ＵＳＢ设备接口的嵌入式微控制器同过去的开发系统不兼容的情况，基于ＵＳＢ接口　控制芯片ＣＨ３７５，设计了一个不需要大规模改变原有系统，适于对原有系统进行升级的ｕ盘读写系统。通过　该设计扩展了ＵＳＢ接口后，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。应用实践证明，该设计可广泛应用在海洋台站各自动化观测设备中。　关键词：ＣＨ３７５；ＵＳＢ接口；Ｕ盘读写系统　中图分类号：ＴＰ３３４．７　文献标识码：Ｂ　

１　引言　

ｕ盘作为便携轻巧的移动存储设备在ＰＣ领域内得到了非常普遍的应用，但在嵌入式系统中的应用潜力　

尚有待于进一步的开发。ｕ盘用于嵌入式系统中的最大优点在于它良好的通用性，可以不局限于单一主机；　

其次可以为数据的采集、存储提供一种方便、廉价的媒介；另外它的抗震性和稳定性也使得在特殊环境中的　数据存储介质的应用上多了一种更可靠的选择。本文使用５ｌ系列单片机８９Ｓ５２和ＵＳＢ控制芯片ＣＨ３７５设　

计了一个ＵＳＢ主机接口，通过该接１５可实现对ＵＳＢ外设ｕ盘的读写控制，从而实现单片机数据采集系统的　

数据存储。　

２　ＣＨ３７５简介　

ＣＨ３７５是南京沁恒电子生产的一款ＵＳＢ总线的通用接口芯片，其内部　集成了ＰＬＬ倍频器、主从ＵＳＢ接口ＳＩＥ、数据缓冲区、被动并行接口、异步串　

行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等，支持ＨＯＳＴ　

主机方式和ＤＥＶＩＣＥ设备方式　ＣＨ３７５芯片引脚图见图１。　ＣＨ３７５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　

基于AVR单片机的U盘MP3设计方案

随着电子技术的发展，MP3播放器正朝着大容量和小型化方向发展。然而，播放器和存储器的集成设计使得MP3难以扩展其容量以容纳更多歌曲。将播放器与内存分离是MP3发展的另一个方向。介绍了一种利用AVR控制以HOSTUSB对U盘音乐文件进行读取和解码的解决方案。该方案还具有读取音乐标签、U盘电子书，贪吃蛇游戏等功能，具有商业价值。

1系统功能简介

本设计主要完成对存储在U盘中的音乐及文本等信息的读取操作，能够完成U盘内MP3音乐数据的播放及标签信息的显示，实现播放器与存储器分离，并在此基础上完成电子书，贪吃蛇游戏等功能。

2系统芯片选择

USB通信芯片选择CH375，CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-host主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及终端输出，可以方便地挂接到单片机等控制其的系统总线上。内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输。支持低功耗模式。

3系统硬件电路设计

3.1MP3解码芯片与ATmega64的硬件连接 VS1003使用同步串行总线SPI通信，ATmega64内部集成有SPI总线控制器，故将SCLK，MOSO，MOSI直接与MCU的SPI控制引脚相连接即可。另外将XCS，XRES，DREQ，XDCS分别于PB4~PB7相连接，即可完成对解码芯片的控制。

3.2CH375与ATmega64的硬件连接

本设计中，CH375工作在HOST模式下，八位双向数据总线D0~D7分别于MCU的PD0~PD7相连接，实现数据与命令的并行传输。A0，RD，WR，INT，CS分别于PC3~PC7相连接。这种连接可以很方便的将CH375挂接到各种MCU系统总线上。

3.3彩屏与ATmega64的硬件连接

彩屏与MCU实现并口数据命令传输，将其16位数据命令口与MCU的PA0~PA7以及PE0~PE7相连接，另外将彩屏的片选CS，数据命令选通RS，写选通WR，读选通RD，及复位RST分别于MCU的PG0~PG4相连接。