毕业论文--基于单片机和ch375的u盘读写控制器

毕业论文--基于单片机和ch375的u盘读写控制器内容摘要：

75 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 [4]. 如今的 USB 就象当日的 R232，最终发展必是业界的主流外设接口技术。 USB 有着其它接口不可替代的优势 [12]. 随着 USB技术的发展，计算机的移动存储介质普遍采用 U盘或移动硬盘。 如今， USB 技术已经越来越普及和成熟，低成本、高稳定性、较高的数据传输速率和即插即用的方便性，使其备受硬件厂商的青睐。 随着数据采集和 单片机 用户对移动存储的需求越来越大，具有 USB 接口的存储设备以其优异的性价比和灵活性常用来进行数据的存储和交换，所以在 单片机 系统中实现对优盘或移动硬盘的直接读写是非常有 价值的 [6]。 介绍了一种 USB 总线的通用接口芯片 CH375，并在此基础上提出了一种外部单片机读写 U盘的基本方法及其硬件连接方法。 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。 二 、 总体方案设计 与 选择论证 总体设计分析 功能模块方案设计 选择 MCU 的选择 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O口和中断系统、定时器 /计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 AT89s51 AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS51 指令系统及80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案 STC12C5A60AD STC12C5A60AD 单片机是宏晶科技生产的单时钟 / 机器周期 (1T)的单片机，是高速 / 低功耗 /超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051。 特点：  加密性强 ,无法解密  超强抗干扰 :  速度快 ,1 个时钟 / 机器周期，可用低频晶振，大幅降低 EMI  出口欧美的有力保证  输入 / 输出口多 ,最多有 44 个 I/O 口 ,A/D 做按键扫描还可以节省很多 I/O  超低功耗 :掉电模式可由外部中断唤醒，适用于电池供电系统，如水表、气表、便携设备等。  在系统可编程 ,无需编程器 ,无需仿真器，可远程升级  可送 STCISP 下载编程器 ,1 万片 / 人 / 天  内部集成 MAX810 专用复位电路，原复位电路可以保留，也可以不用，不用时 RESET 脚接 1K 电阻到地。 比较这两种我们选用 STC12C5A60AD CH375工作方式方案选择 USB 总线的通用接口芯片 CH375 具有 8 位数据 总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机 /DSP/MCU/MPU 等控制器的系统总线上。 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。 CH375 芯片可以 工作于 USBHOST 主机方式 或 者 USB 设备方式。 CH375 的 USB 主机方式支持 并 行接口和串行接口，在 USB 主机方式下， CH375支持 各 种 常用的 USB 全速设备， 外 部单片机 需要 编 写 固件程序按照 相 应 的 USB 协议与 USB 设备通讯。 但 是 对于 USB 存储 设备， CH375 内置 了相关 协议 ，通常 情况 下，外 部单片机 不 需要 编 写 固件程序 ， 就 可以 直 接通讯。 并口方式 CH375 的 TXD 引脚 通过 1KΩ左右 的下 拉 电 阻 接地 或 者 直 接接地， 从 而 使 CH375 工作于 并 口方式。 CH375 芯片具有通用的 被 动并 行接口，可以 直 接连接 多 种 单片机、DSP、 MCU 等。 在 普 通的 MCS51 系 列 单片机的 典 型 应 用 电 路 中， CH375 芯片可以通过 8 位 被 动并 行接口的 D7～ D0、 RD、 WR、 CS、 A0 直 接挂接到单片机 U2 的系统总线上。 串口方式 如 果 CH375 芯片的 TXD 引 脚 悬空 或 者 没有通过下 拉 电 阻 接地， 那么 CH375 工作于 串口方式。 在串口方式下， CH375 只需要 与单片机 /DSP/MCU 连接 3 个 信 号 线，TXD 引脚 、 RXD 引脚 以及 INT引脚 ， 其它 引脚 都 可以 悬空。 除 了连接线 较 少 之 外 ，其它 外围电 路 与 并 口方式 基 本相 同。 比较这两种我们选用 CH375 工作于主机方式下的并口方式 电源 选择 电源模块是单片机应用系统或数据采集系统中不可缺少的部分，也是保证系统 稳定、安全工作的前提。 直流电源芯片按原理分为线性电源和开关稳压电源两种。 线性电源 通过改变调整元件控制 信号的强弱来调节其等效电阻值． 从而稳定输出电压．特点是纹波系数小．但效率低．一般适用于小功率的 开关稳压电源 通过改变开关管的导通时间，得到稳定的电压输出，特点是纹波系数大．电磁兼容性差、效率高、过载能力强，一般适用于太功率或要求效率高的场合。 比较这两种 我选择 线性电源。 系统方框图 MCU CH375 按键输入模块 电源模块 RS232 串口电平转换 LED 显示模块 USB 模块 三 、 硬件设计分析 硬件电路主要分为单片机 最小 系统 、 CH375 接口电路、 串口电平转换电路、按键控制模块 、 LED 显示 电路 组成。 STC12C5A60AD单片机 最小 系统 电路 单片机最小系统由 MCU、时钟电路、复位电路和电源模块组成。 MCU 时钟电路 复位电路 电源模块 STC12C5A60AD 单片机 简介 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟 / 机器周期 (1T)的单片机，是高速 / 低功耗 /超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 812 倍。 内部集成 MAX810 专用复位电路 ,2 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 转换 (250K/S),针对电机控制，强干扰场合。 STC12C5A60AD单片机 * 增强型 8051 CPU， 1T，单时钟 / 机器周期，指令代码完全兼容传统 8051 * 工作电压： STC12C5A60S2 系列工作电压： （ 5V 单片机） STC12LE5A60S2 系列工作电压： （ 3V 单片机） * 工作频率范围： 0 35MHz，相当于普通 8051 的 0～ 420MHz * 用户应用程序空间 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节 ...... * 片上集成 1280 字节 RAM * 通用 I/O 口（ 36/40/44 个），复位后为： 准双向口 / 弱上拉（普通 8051 传统I/O 口） 可设置 成四种模式：准双向口 / 弱上拉，推挽 / 强上拉，仅为输入 / 高阻，开漏 每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA，但整个芯片最大不要超过 55mA * ISP （在系统可编程） /IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器 可通过串口（ ）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 * 有 EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 无内部 EEPROM) * 看门狗 * 内部集成 MAX810 专用复位电路（外部晶体 12M 以下时，复位脚可直接 1K 电阻到地） * 外部掉电检测电路 : 在 口有一个低压门槛比较器 5V 单片机为 ，误差为 +/5%, 单片机为 ，误差为 +/3% * 时钟源：外部高精度晶体 / 时钟，内部 R/C 振荡器 (温漂为 +/5% 到 +/10% 以内 ) 用户在下载用户程序时，可选择是使用内部 R/C 振荡器还是外部晶体 / 时钟 常温下内部 R/C 振荡器频率为： 单片机为： 11MHz ～ 单片机为： 8MHz ～ 12MHz 精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准 * 共 4 个 16 位定时器 两个与传统 8051 兼容的定时器 / 计数器 ,16 位定时器 T0 和 T1，没有定时器 2，但有独立波特率发生器 做串行通讯的波特率发生器 再加上 2 路 PCA 模块可再实现 2 个 16 位定时器 * 2 个时钟输出口，可由 T0 的溢出在 ，可由 T1 的溢出在 输出时钟 * 外部中断 I/O 口 7 路 ,传统的下降沿中断或低电平触发中断 ,并新增支持上升沿中断的 PCA 模块， Power Down 模式可由外部中断唤醒， INT0/, INT1/, , , , CCP0/(也可通过寄存器设置到 ), CCP1/ (也可通过寄存器设置到) * PWM(2 路） /PCA（可编程计数器阵列 ,2 路） 也可用来当 2 路 D/A 使用 也可用来再实现 2 个定时器 也可用来再实现 2 个外部中断 (上升沿中断 / 下降沿中断均可分别或同时支持 ) * A/D 转换 , 10 位精度 ADC，共 8 路，转换速度可达 250K/S(每秒钟 25 万次 ) * 通用全双工异步串行口 (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再用定时器或PCA 软件实现多串口 * STC12C5A60S2 系列有双串口，后缀有 S2 标志的才有双串口， RxD2/(可通过寄存器设置到 )， TxD2/(可通过寄存器设置到 ) * 工作温度范围： 40 +85℃ (工业级 ) / 0 75℃ (商业级 ) * 封装： PDIP40,LQFP44,LQFP48 I/O 口不够时，可用 2 到 3 根普通 I/O 口线外接 74HC164/165/595（均可级联）来扩展 I/O 口 ,还可用 A/D 做按键扫描来节省 I/O 口，或用双 CPU,三线通信，还多了串口。 STC12C5A60AD 系列主要性能： ●高速： 1 个时钟 / 机器周期，增强型 8051 内核，速度比普通 8051 快 8～ 12 倍 ●宽电压： ～ ， ～ （ STC12LE5A60S2 系列） ●低功耗设计：空闲模式，掉电模式（可由外部中断唤醒） ●工作频率： 0～ 35MHz，相当于普通 8051： 0～ 420MHz ●时钟：外部晶体或内部 RC 振荡器可选，在 ISP 下载编程用户程序时设置 ● 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字节片内 Flash 程序存储器，擦写次数 10 万次以上 ● 1280 字节片内 RAM 数据存储器 ●芯片内 EEPROM 功能 ,擦写次数 10 万次以上 ● ISP / IAP，在系统可编程 / 在应用可编程 ,无需编程器 / 仿真器 ● 8 通道 ,10 位高速 ADC，速度可达 250K/S,2 路 PWM 还可当 2 路 D/A 使用 ● 2 通道捕获 / 比较单元（ PWM/PCA/CCP）， 也可用来再实现 2 个定时器或 2 个外部中断（支持上升沿 / 下降沿中 断） ● 4 个 16 位定时器，兼容普通 8051 的定时器 T0/T1,2 路 PCA 实现 2 个定时器 ●可编程时钟输出功能， T0 在 输出时钟， T1 在 输出时钟 ,BRT 在 输出时钟 ●硬件看门狗（ W D T ） ●全双工异步串行口 (UART),兼容普通 8051 的串口 ●先进的指令集结构，兼容普通 8051 指令集 有硬件乘法 / 除法指令 ●通用 I/O 口（ 36/40/44 个），复位后为： 准双向口 / 弱上拉（普通 8051 传统 I/O ） 可设置成四种模式：准双。