詳解USB接口芯片原理及應用

　　在本地端，CH375具有8位數據總線(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU等控制器的系統總線(xiàn)上。在USB主機方式下，CH375還提供了串行通信方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU等相連接。CH375的USB主機方式支持各種常用的USB全速設備，外部單片機/DSP/MCU可以通過(guò)CH375按照相應的USB協(xié)議與USB設備通信。

　　CH375芯片內部結構

　　1 內部結構

　　CH375芯片內部集成了PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數據緩沖區、被動(dòng)并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協(xié)議處理器、通用的固件程序等。CH375芯片引腳排列如圖1所示。

▲ 圖1 CH375芯片引腳排列

　　2 內部物理端點(diǎn)

　　CH375芯片內部具有7個(gè)物理端點(diǎn)。端點(diǎn)0是默認端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區各是8B；端點(diǎn)1包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區各是8B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是81H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是01H；端點(diǎn)2包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區各是64B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是02H。

　　主機端點(diǎn)包括輸出端點(diǎn)和輸入端點(diǎn)，輸出和輸入緩沖區各是64B，主機端點(diǎn)與端點(diǎn)2合用同一組緩沖區，主機端點(diǎn)的輸出緩沖區就是端點(diǎn)2的上傳緩沖區，主機端點(diǎn)的輸入緩沖區就是端點(diǎn)2的下傳緩沖區。

　　其中，CH375的端點(diǎn)0、端點(diǎn)1、端點(diǎn)2只用于USB設備方式，在USB主機方式下只需要用到主機端點(diǎn)。

　　軟件接口

　　對于USB存儲設備的應用，CH375直接提供了數據塊的讀寫(xiě)接口，以512b的物理扇區為基本讀寫(xiě)單位，從而將USB存儲設備簡(jiǎn)化為一種外部數據存儲器，單片機可以自由讀寫(xiě)USB存儲設備中的數據，也可以自由定義其數據結構。

　　CH375以C語(yǔ)言子程序庫提供了USB存儲設備的文件級接口，這些應用層接口A(yíng)PI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。

　　CH375的U盤(pán)文件級子程序庫具有以下特性：支持常用的FAT12、FAT16 和FAT32 文件系統，磁盤(pán)容量可達100GB以上，支持多級子目錄，支持8.3格式的大寫(xiě)字母文件名，支持文件打開(kāi)、新建、刪除、讀寫(xiě)以及搜索等。

　　CH375的文件級接口A(yíng)PI子程序需要大約600b的隨機存儲器RAM 作為緩沖區。所有API在調用后都有操作狀態(tài)返回，但不一定有應答數據。有關(guān)API參數的說(shuō)明請參考CH375數據手冊。

CH375在單片機讀寫(xiě)U盤(pán)中的電路原理圖

　　圖2給出了MCS-51單片機讀寫(xiě)U盤(pán)的電路原理圖，如果CH375芯片的TXD引腳懸空或者沒(méi)有通過(guò)下接電阻接地，那么CH375工作于串口方式。在串口方式下，CH375只需要與單片機/DSP/MCU連接3個(gè)信號線(xiàn)，TXD引腳、RXD引腳以及INT#引腳，其他引腳都可以懸空。除了連接線(xiàn)較少之外，其他外圍電路與并口方式基本相同。由于INT#引腳和TXD 引腳在CH375復位期間只能提供微弱的高電平輸出電流，在進(jìn)行較遠距離的連接時(shí)，為了避免INT#或者TXD在CH375復位期間受到干擾而導致單片機誤操作，可以在INT#引腳或者TXD引腳上加阻值為1～5kΩ的上拉電阻，以維持較穩定的高電平。在CH375芯片復位完成后，INT#引腳和TXD引腳將能夠提供5mA的高電平輸出電流或者5mA的低電平吸入電流。