基于单片机和CH375的U盘读写控制器设计毕业论文.doc

江苏城市职业技术学院毕 业 论 文课题名称 姓 名 学 号 专 业 班 级 指导老师 2011年 月2011届毕业设计任务书一、课题名称：基于单片机和CH375的U盘读写控制器设计 二、指导教师：粟慧龙 三、设计内容与要求 1、课题概述 随着计算机技术的快速发展，USB存储设备的使用已经非常的广泛，随着USB规汇范的完善和成熟，USB外设和的各类不断丰富，应用领域也不断扩大在传统的应用中，USB主要是PC扮演着主机的角色根据USB的规范，可以看到USB的拓朴结构中居核心地位的是主机，每一次数据传输必须由主机发起和控制。

但是随着单片机技术的发展，以及单片机应用领域的日益增长，USB外设的应用也随之扩大，为此在单片机系统中实现对USB外设控制也变得日益迫切尤其在一些需要转存数据的设备、仪器上提供能够使用USB移动储存设备的接口已经变得非常有必要本课题的研究目标是：基于单片机和USB总线接口芯片CH375，设计一个可嵌入到相关设备上的U盘读写控制器，以实现对设备、仪器相关数据的存储 2、本课题的主要研究内容如下： 1、基于单片机和CH375器件的系统电路的研究； 2、FAT16和FAT32文件系统的研究，以及文件系统的自动识别、切换； 3、U盘的插入和拔出检测； 4、文件的打开、读取、写入、创建、删除； 5、目录的创建和删除，支持多级目录； 6、长文件名、长目录名支持。

四、设计参考资料 参考文献： 1、CH375器件使用手册 2、FAT16和FAT32文件系统 3、《单片机高级教程》，何立民，北京航空航天大学出版社，2000年 4、《单片机的C语言应用程序设计》，马忠梅，北京航空航天大学出版社， 5、《计算机控制系统》，清华大学出版社。

6、孙霞 基本单片机的大容量数据存储技术的应用研究 微计算机信息 2006 7、张峰峰 嵌入式U盘读写器接口技术和系统设计 桂林电子科技大学 2007 8、杨全玖 基本CH375多通道USB接口与PC机通信的实现微计算机信息 2007摘 要介绍了一种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杌与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 关键词：U盘；CH375；接口芯片；单片机 Abstract A general purpose interface chip CH37 5 for USB is introduced in this paper．Based On which a new method of Using external single chip microcomputer to connect with the flash disk is given．Only add one CH375 chip to the single chip microcomputer s hardware system，the operator can use the program given by the CH375 to read the data from the flash disk and realize the communication between the single chip microcomputer and the flash disk．This method is very simple and can be operated easily．Keywords：USB；CH375；interface chip；single chip microcomputer 目 录2011届毕业设计任务书 I摘 要 IIAbstract III第一章 绪 论 1第二章 总体方案论证与设计 22.1设计要求 22.2 系统设计总体方案 22.2.1 MCU的选择 22.2.2 CH375工作方式方案选择 32.2.3电源选择 3第三章 系统电路设计与分析 53.1单片机最小系统 53.1.1 STC12C5A60S2系列单片机简介 53.1.2电路分析 53.2 CH375电路 63.3 串口电路 83.4 按键电路 93.5 显示电路 9第四章 系统软件设计与分析 104.1 主程序 104.2 串口模块 114.3 按键模块 114.4 U盘读写模块 12第五章 系统调试 145.1显示模块调试 145.2按键模块调试 145.3电源模块调试 145.4串口模块调试 14第六章 总结 15参考文献 16致谢 17附录 18附录A:总原理图 18附录B:元器件清单 19附录C:电路PCB图 20附录D：CH375资料 21第一章 绪 论随着计算机技术的快速发展，USB（Universal Serial Bus）存储设备的使用已经非常普遍，USB用于将适用USB的外围设备(device)连接到主机(host)，实现二者之间数据传输的外部总线结构；是一种快速、灵活的总线接口[5]。

它最大的特点是易于使用，主要是用在中速和低速的外设随着USB规范的完善和成熟，USB外设的种类不断丰富，应用领域也不断扩大在传统的应用中，主要是PC扮演着主机的角色根据USB的规范，可以看到在USB的拓朴结构中居于核心地位的是主机，每一次的数据传输都必须由主机发起和控制但是随着单片机产品应用领域的日益增长，USB外设的应用范围也随之扩大，为此在单片机系统中实现对USB外设控制也变得日益迫切因此在一些需要转存数据的设备，仪器上使用USB移动存储设备接口的芯片便相继产生了，CH375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.如今的USB就像当日的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.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U盘或移动硬盘的直接读写是非常有价值的。

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第二章 总体方案论证与设计2.1设计要求基于单片机和CH375的U盘读写控制器应用了单片机STC12C5A60AD、CH375接口电路、串口电平转换电路、LED显示电路、按键控制等模块整个系统采用9V电源供电通过三端稳压电路7805输出5V稳定的直流电压供给开发板使用该项目使用电平转换电路将单片机发出的TTL电平转换为RS232电平从而使RS-232接口与计算机连接，进行数据传送，单片机通过USB总线的通用接口芯片CH375直接对U盘进行读写等操作，并使LED显示模块做出相应的指示2.2 系统设计总体方案串口电平转换RS232MCULED显示模块按键输入模块电源模块CH375USB模块图2.2 系统方框图2.2.1 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。

方案一：AT89s51 AT89S51是一个体积小、低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有中断、定时/计数器且I/O口数相对较多，价钱相对也比较便宜，但存储空间不是非常大，只有4kB的可反复擦写程序存储器，而本次的设计需要大量的存储空间方案二：STC12C5A60AD STC12C5A60AD单片机是高速/ 低功耗/超强抗干扰的。