基于雙模式USB接口的便攜式比色計設計

　　2.2 單片機控制CH375電路設計

　　本系統使用 C8051F020單片機作為處理器。C8051F020是Cygnal 公司推出的一種 SOC型 8位單片機，片內有 64KB FLASH存儲器和4KB RAM，完全符合作為主機時(shí)讀寫(xiě) U盤(pán)的要求。C8051F020單片機控制 CH375的電路如圖 2所示。

　　1. 系統軟件設計

　　2. 1主機模式默認狀態(tài)下，儀器工作在主機模式，通過(guò)讀寫(xiě) U盤(pán)，存儲采集到的數據。 在單片機下開(kāi)發(fā) U盤(pán)的讀寫(xiě)系統，單片機端程序要涉及較多的協(xié)議，必須能實(shí)現 USB的控制傳輸、批量傳輸、SCSI/UFI/RBC命令傳輸及 FAT文件系統等功能。CH375內置了 USB通信協(xié)議的固件程序，包含了 USB Mass Storage類(lèi)協(xié)議，所以實(shí)際的單片機程序只需要處理 FAT文件系統層，并且這一層也可以由 CH375的 U盤(pán)文件級子程序庫實(shí)現，因此簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)流程。

　　CH375的 U盤(pán)文件級子程序庫提供了 USB存儲設備的文件級接口，這些應用層接口 API包含了常用的文件級操作，可以移植并嵌入到各種常用的單片機程序中，編寫(xiě)程序時(shí)可以直接調用這些 API函數讀寫(xiě) U盤(pán)。單片機讀寫(xiě) U盤(pán)的程序流程如圖 3所示。

　　單片機端程序用到的主要操作函數包括：

　　(1)初始化 CH375芯片：CH375Init；

　　(2)查詢(xún) U盤(pán)是否準備好：CH375DiskReady；

　　(3)打開(kāi)文件：CH375FileOpen；

　　(4)關(guān)閉文件：CH375FileClose；

　　(5)新建文件：CH375FileCreate；

　　(6)以字節為單位從文件讀數據：CH375ByteRead；

　　(7)以字節為單位向文件寫(xiě)數據：CH375ByteWrite；

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

　　3.2 從機模式 當圖 1中的P1口連接到PC機USB接口時(shí)，在 C8051F020單片機控制下，儀器切換到從機模式，設備可以與 PC機通訊，進(jìn)行數據交換。

　　3.2.1 本地端的單片機軟件

　　CH375專(zhuān)門(mén)用于處理 USB通訊，當 CH375接收上位機發(fā)送的數據或發(fā)送完給上位機的數據后，以中斷方式通知單片機。本地端單片機程序主要完成 CH375的初始化和數據的接收與發(fā)送，單片機控制 CH375對數據的處理過(guò)程如下：

　　1.單片機通過(guò)CH375芯片接收數據的處理步驟：

　?。?） 當 CH375接收到 USB主機發(fā)來(lái)的數據后，首先鎖定當前 USB緩沖區，防止被后續數據覆蓋，然后將中斷引腳設置為低電平，向單片機請求中斷；

　?。?） 單片機進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執行 GET_STATUS命令獲取中斷狀態(tài)；

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

　?。?） 判斷中斷狀態(tài)，為“下傳成功”，單片機執行 RD_USB_DATA命令從 CH375讀取接收到的數據；

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

　?。?） 退出中斷服務(wù)程序。