基于USB移動(dòng)存儲的鋼絲繩探傷報警系統設計

1 引言
在鋼絲繩探傷檢測中，要實(shí)現檢測傳感器到存儲器的數據交換。USB移動(dòng)存儲器具有攜帶方便、操作快捷、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)其技術(shù)的發(fā)展及廣泛應用，如何實(shí)現使用單片機控制來(lái)完成移動(dòng)存儲這一過(guò)程成為了工控領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
2 USB功能模塊簡(jiǎn)介
2.1模塊概述
USB[1]是―種查詢(xún)(Polling)總線(xiàn)，由主控制器啟動(dòng)所有的數據傳輸。USB上所掛連的外設通過(guò)由主機調度的(Host-Scheduled)和基于令牌的(Token-Based)協(xié)議來(lái)共享USB帶寬。目前，絕大多數Host功能角色被集成在各種類(lèi)型的PC機（或以上層次機器）上。各種各樣的基于USB 的移動(dòng)設備，包括USB 移動(dòng)存儲器、帶USB 接口的數碼相機等都集成USB Slave功能角色。這樣，就導致這些作為USB Slave 的USB 接口的數字設備無(wú)法應用于嵌入式系統中。解決這一問(wèn)題的根本辦法就是在需要使用USB 設備的嵌入式系統中集成USB Host 功能模塊，使之具有與USB Slave設備進(jìn)行數據傳輸的能力。而MemMaster[2]模塊就具有這種功能。
MemMaster 作為 USB 系統中的 Host 設備，帶有一個(gè) Root HUB，可供用戶(hù)接入作為 Slave 的USB 移動(dòng)存儲器。該 MemMaster 模塊遵守 USB 1.1 協(xié)議規范，支持所有基于 USB 的移動(dòng)存儲器，支持 FAT12、FAT16 文件系統。MemMaster 模塊可以模塊的方式，通過(guò)總線(xiàn)集成到用戶(hù)的數據采集等系統中，以提供用戶(hù)將獲得的數據通過(guò)該模塊以文件的形式保存在移動(dòng)存儲器中，以便需要時(shí)在 PC 機中進(jìn)行處理。
MemMaster在集成到用戶(hù)系統中后，表現為用戶(hù)系統的一個(gè)外部雙端口RAM。用戶(hù)系統通過(guò)向該外部RAM的指定區域寫(xiě)入命令和相應的數據，來(lái)控制MemMaster模塊的操作，并且從指定區域讀出響應和相應的數據來(lái)獲得MemMaster模塊提供的服務(wù)。通過(guò)這樣的方式，雙方實(shí)現協(xié)議交互。
2.2 硬件配置
MemMaster支持 USB 1.1 標準，最大寫(xiě)入速率達100KB/s（與測試環(huán)境有關(guān)），輸入電壓 5V，工作電流 100mA（不包括USB 移動(dòng)存儲器）。INTR 引腳作為從 RAM 到單片機的中斷信號，BUSYR 作為 RAM 的工作信號，SEMR 作為同步信號，CER 作為片選信號，其他引腳在此不做詳述。
2.3 接口使用
MemMaster 通過(guò)雙端口 RAM，直接通過(guò)總線(xiàn)與用戶(hù)的單片機系統相連。因此，就用戶(hù)單片機系統而言，MemMaster 表現為一個(gè)外置的 RAM，而該 RAM 中的部分區域不能使用、部分區域被用作協(xié)議命令和數據的交互，剩余的部分可以由用戶(hù)自行控制使用。在雙端口 RAM 中，區域分配如下：
0x0000-0xF8F區域已經(jīng)被系統占用；
0x5F80-0x5FBF共64字節用于存放系統命令；
0x5FC0-0x5FFF共64字節用于存放系統響應；
0x6000-0xDFFF共32768字節用于存放數據部分；
0xE000-0xFFFD為用戶(hù)系統可使用區域；
0xFFFE-0xFFFF兩個(gè)字節被用作系統協(xié)議交互指示，用戶(hù)不可用于數據存放。
用戶(hù)系統與 MemMaster 系統的協(xié)議交互命令包括2種類(lèi)型：Command 和 Response。Command 由用戶(hù)系統發(fā)往 MemMaster 系統，而 Response 為相反方向，由 MemMaster 發(fā)往用戶(hù)系統。具體的實(shí)施在第四節中有介紹。