U盘的设计(中北测控).docx

u盘的设计U盘,全称“USB闪存盘”，英文名“USB flash disk”U盘的结构比较简 单，主要是由USB插头、主控芯片、稳压IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH)、PCB 板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成主控芯片目前市场上，芯邦CBM2080是最快的、最结实的USB 2. 0闪磁盘控制器之 一所以我采用其为主控芯片用prote!99se绘制其电路如下图：VDD3I>•llC5丄C一一 一.DMDP567S9C6 lOOnFP OV1U(E■ ouHWLi9 OKLWZ7L&籃c可龙CM一<一<2 「一 VJMC 0MosJX.LL-s(【•二C4S2 lOOnF-**LC3n" iuf34 FALEO33 FCLEO32 FRBOnuLWLWFALEO FCLEO FRBO FCLE1 FALE1 FDATAl. FDATAl VDD33 FDATAl. FDATAl31FCLE1 3OFALE129 FDATAl 728 FDATAl 6

FDATAl_0到FDATA1_7同理控制组1VSS为遼辑接地端，接地VDD33为3. 3V电源端，通过lOOuF电容滤波来抗干扰DM为USB数据负引脚，与USB负引脚相连，实现数据通信DP为USB数据正引脚，与USB正引脚相连，实现数据通信REXT为连接外部电阻作为电流参照引脚VD33P为模拟3. 3V电源端，通过接lOOnF电容以滤波VS33P为模拟3. 3V接地端，接地VSSA为为模拟1. 8V接地端，接地XI为晶振输入端，接12MIIz的石英晶振X0为晶振输出端，接12MHz的石英晶振VDDA为模拟1.8V电源端WP为写保护开关量输入，决定闪存盘是正常工作模式还是写保护模式 RESTE#为复位端,电源上电后提供复位信号FWRN1为组1写使能端，与闪存同名引脚相连，实现该片闪冇写入控制FRDN1为组1读使能端，与闪存同名引脚相连，实现该片闪存读取控制 FWRNO与FRDNO同理控制组0LED为指示灯端，通过上拉电阻接发光二极管工作是闪烁，不工作时暗FRB1为组1等待/忙碌端口，与该片内存的的R/B端相连，高电平是表示 该片内存以准备好，低电平表示忙碌FRB0同理TEST_M0DE为测试模式使能端。

BT_SEL为启动选择引脚，与flash格式化有关FALE1为组1地址锁存器使能端，与闪存的ALE相连，实现输出地址锁存 FALE0同理为组0地址锁存使能端FCLE1为组1命令锁存器使能端，与闪存的CLE相连，实现输出命令锁存 其写入数据时序如下：FWRN*FCLE*FALE*―"—(FWRN・)1 n \A—Thh (FWRN・) —ATs(FCLE・)f 卜~彳 卜Th (严・)[ [ 片 FCEN*FDATA*Ts(FALEe) FAIE)读取数据时序如下:FWRNeTpw(F7VRN・)FCLE-Ts(FCLE・T 卜 彳 *ThfCLE•”FALE・:Ts (FALf)彳 卜 T FCEN-Ts (FDATA”)—FDATA祀 f〈Address〉一祀 ？Data y::flash 芯片FRD50IWDHl-IlFALEPFWR50LELES NCNC NC NC I 07 106 1 05 1/04 NC NCNC MO KZK9NCG08U5M \ cc 協二VSS NC NC NC 103 102 1/01 100 NC NC NC NC43FDATAO FDATAO FDATAOFRBO FRDNOMCRESZCNCNCNCNC KBREVDD3J］卜T)D对*TA0TtaoFCLEOFALEO FWRNO30 FDATAOFDATAONC NCNC !NC107106105104NC gONC g9NC B844 ZFDATAO 743 FDATA0"642 FDATAO^S41 FDATAO"4CEyc余 C K9XCG08l-5M\r(g7M fPD33| r n"^DATA0_3 赳 FDATAO 2 FDATAO,! 2^ FDATAO 0我选用三星大容量存储芯片K9NCG08U5M, 一片的容量可达到8GB,两片共 16GBo连接电路如下图：1/00到1/07为数据、命令、地址输入输出口，不用时处于高阻状态。

CLE为命令锁存使能引脚，在输入命令之前，要在寄存器中设置CLE使能ALE为地址锁存使能引脚，在输入地址之前，要在寄存器中设置ALE使能 通过CLE和ALE,可以区分下一步给内存I/O 口的是命令还是地址RE#为读使能引脚，读之前，该引脚有效才行WE#为写使能引脚，写之前，该引脚有效才行WP#为写保护R/B为就绪/忙使能端，主要用于发送编程/擦除后，检查这些命令是否忙VCC为模拟电源端，VSS为模拟地NC未定义，未连接晶振电路如图： ^6 12MHz木主控芯片采用12MHz晶振起振 ::稳压IC 电路如图：U3VOUT1VSS2VIN3「BUSVDD33FS885326C7luFTAN4.7uF/10V采用富晶半导体公司的FS8853线性稳压器作为稳压IC,连接USB插头的 VBUS端，实现输入5V,输出3. 3V,为主控芯片和flash芯片供电USB插头电路如图：P1USB_PLUGA其DP与DM实现数据传输，VCC实现外部供电其外部接口如下图:\ /::其他flash芯片的大小为12mmX20mm（两片上下贴），主控芯片的大小为7mmX7mm, 制作PCB板时，其宽度可以达到12mm,加上USB插头，长度大约为50mmo加上 外壳会更大些，但仍然屈于便携大容量移动盘。

到处设计结束技术支持本人4GB U盘实物参照论文《U盘的设计与开发》论文《U盘原理与芯片及文件系统解析》百度文库《解读U盘存储结构原理》http://wenku. baidu. com/view/b346e3bff121dd36a32d8267. html百度文库《u盘电路原理图》http://wenku. baidu. com/view/b295771455270722192ef791.html百度文库《优盘cbm2080》http://wcnku. baidu. com/vicw/6735alc7aa00b52acfc7caff・ html百度文库《闪存芯片型号容量表》http://wenku. baidu. com/view/c478f8d349649b6649d74705. html百度文库《绘制U盘原理图》http://wenku. baidu. com/view/3790403a580216fc700dfdl7・ html集成电路查询网提供各芯片数据手册http://www. datasheet5・ com/。