基于雙模式USB接口的便攜式比色計(jì)設(shè)計(jì)

　　2.2 單片機(jī)控制CH375電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)使用 C8051F020單片機(jī)作為處理器。C8051F020是Cygnal 公司推出的一種 SOC型 8位單片機(jī)，片內(nèi)有 64KB FLASH存儲(chǔ)器和4KB RAM，完全符合作為主機(jī)時(shí)讀寫 U盤的要求。C8051F020單片機(jī)控制 CH375的電路如圖 2所示。

　　1. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2. 1主機(jī)模式默認(rèn)狀態(tài)下，儀器工作在主機(jī)模式，通過讀寫 U盤，存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)。 在單片機(jī)下開發(fā) U盤的讀寫系統(tǒng)，單片機(jī)端程序要涉及較多的協(xié)議，必須能實(shí)現(xiàn) USB的控制傳輸、批量傳輸、SCSI/UFI/RBC命令傳輸及 FAT文件系統(tǒng)等功能。CH375內(nèi)置了 USB通信協(xié)議的固件程序，包含了 USB Mass Storage類協(xié)議，所以實(shí)際的單片機(jī)程序只需要處理 FAT文件系統(tǒng)層，并且這一層也可以由 CH375的 U盤文件級(jí)子程序庫實(shí)現(xiàn)，因此簡化了程序的開發(fā)流程。

　　CH375的 U盤文件級(jí)子程序庫提供了 USB存儲(chǔ)設(shè)備的文件級(jí)接口，這些應(yīng)用層接口 API包含了常用的文件級(jí)操作，可以移植并嵌入到各種常用的單片機(jī)程序中，編寫程序時(shí)可以直接調(diào)用這些 API函數(shù)讀寫 U盤。單片機(jī)讀寫 U盤的程序流程如圖 3所示。

　　單片機(jī)端程序用到的主要操作函數(shù)包括：

　　(1)初始化 CH375芯片：CH375Init；

　　(2)查詢 U盤是否準(zhǔn)備好：CH375DiskReady；

　　(3)打開文件：CH375FileOpen；

　　(4)關(guān)閉文件：CH375FileClose；

　　(5)新建文件：CH375FileCreate；

　　(6)以字節(jié)為單位從文件讀數(shù)據(jù)：CH375ByteRead；

　　(7)以字節(jié)為單位向文件寫數(shù)據(jù)：CH375ByteWrite；

　　(8)以字節(jié)為單位移動(dòng)文件指針：CH375ByteLocate。

　　3.2 從機(jī)模式 當(dāng)圖 1中的P1口連接到PC機(jī)USB接口時(shí)，在 C8051F020單片機(jī)控制下，儀器切換到從機(jī)模式，設(shè)備可以與 PC機(jī)通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　3.2.1 本地端的單片機(jī)軟件

　　CH375專門用于處理 USB通訊，當(dāng) CH375接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)或發(fā)送完給上位機(jī)的數(shù)據(jù)后，以中斷方式通知單片機(jī)。本地端單片機(jī)程序主要完成 CH375的初始化和數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，單片機(jī)控制 CH375對(duì)數(shù)據(jù)的處理過程如下：

　　1.單片機(jī)通過CH375芯片接收數(shù)據(jù)的處理步驟：

　?。?） 當(dāng) CH375接收到 USB主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)后，首先鎖定當(dāng)前 USB緩沖區(qū)，防止被后續(xù)數(shù)據(jù)覆蓋，然后將中斷引腳設(shè)置為低電平，向單片機(jī)請(qǐng)求中斷；

　?。?） 單片機(jī)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行 GET_STATUS命令獲取中斷狀態(tài)；

　?。?） 在 GET_STATUS命令后將中斷引腳恢復(fù)為高電平，取消中斷；

　?。?） 判斷中斷狀態(tài)，為“下傳成功”，單片機(jī)執(zhí)行 RD_USB_DATA命令從 CH375讀取接收到的數(shù)據(jù)；

　?。?） RD_USB_DATA命令完成后，釋放緩沖區(qū)，繼續(xù) USB通訊；

　?。?） 退出中斷服務(wù)程序。