基于嵌入式系统的u盘的开发与设计

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1、学号12083201312014-2015学年第二学期《嵌入式系统》基于嵌入式系统的U盘的开发与设计题目专业班级课程设计报告计算机与技术11(1)班姓名：王军指导教师：张文哲成绩：计算机学院2015年5月7日目录设计内容及要求3设计内容3设计要求3觀没i十3硬件电路3基本程序结构5fi更俗殳汁7MSP4307SL811HS7车欠籠i十8USB协议8BULK_ONLY和UFI协议9FAT3212软件系统模块12心、得体会141.设计内容及要求1.1.设计内容随着USB技术和闪存技术的飞速发展，移动存储设备的速度和容量日新月异，但在工业控制

2、的上位机和下位机之间，数据传输依然采用传统的串并口技术，特别对一些前端的便携式采集系统，需耍采集后临时存储，再拿回来传给作为上位机的PC机进行数据处理,给人们带来很多不变，为此，本文提出了一种方法一利用U盘的便捷特性开发一种基于嵌入式的USB读写器，方便地将采集数据以文件方式写入U盘，PC机不需要任何特殊驱动便可以完成对数据的处理回放。利用本方法可以彻底解决下位机与PC机之间的数据传输难的问题。1.2.设计要求根据U盘结构特点，设计了一种基于嵌入式系统U盘的系统结构，可以将U盘集成到无线数据卡上，或者手机上，以实现数据存储的功能。在进行

3、USB开发过程中，比较难的是对设备端的程序（称为固件，Firmware）进行调试。由于USB协议有严格的时间要求，这就使得程序必须在有效时间内对某些请求或状态进行处理，否则，USB将无法正常工作。因此，在调试过程屮，较多借助LED1,LED2显示输出的一些信息来辅助调试，定位问题所在。比如，在某个函数中加入LED1,LED2显示语句，程序运行时看有否相应的LED1，LED2显示输出，借此来判断此函数是否得到了执行。调试工作基本分二步进行：首先对外部设备（单片机部分）借助PC调试软件（从网上下载BusHound）将设备端的USB协议（主要

4、有描述符请求、端口配置、地址设置以及基木数据交换）调通。然后，用调试好的USB设备接口来嵌入文件系统功能。2.概要设计2.1.硬件电路下图分别为HHUSBD12的引脚定义，其中，下列几个方面在制作电路板吋应该注意。nATAcD>QOATA^i>[2DA7A-:S:-13CND[SOATA<4>OAIft咖

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13、-ui5r£?a)GND接地，VDD接正(3.3V或5V)，如果芯片工作在3.3V,则Vout3.3与VDD都接3.3V;如果芯片工作在5V,则这时Vout3.3会输出3.3V的电压，用于提供给D+作参考电压，因为此参考电压必须为3.3V。对于U盘来说，由于USB接供的是5V电压，因此应该按后一种接法接。即GND接USB接口中的GND，VDD接USB接口中的VDD，D+D一分别接USB接口中的对应位。XTAL1和XTAL2按传统接法。PDTUSBD12与MCUAT-89C55WD的连接方法见下表PDIUSBD12引脚MCUAT-89C5

14、5WD引脚DATA<0〉〜DATA<7>P0.0〜P0.7（AD0〜AD7）ALEALE/PROGCS_NPl.6RESETNPl.7INT_NP3.2(INTO)SUSPENDP3.3WR_NP3.6(WR)RD_NP3.7(RD)AO接GNDDMARQDMACK_NEOT_NGL_NCLKOUT引脚悬空，可作为扩充功能使用。MCUAT-89C55WDPl.2和Pl.3接2个低电平有效显示灯LH)1和LH)2。2.2.基本程序结构a)USB设备端的固件分以下儿个层次:固件模块功能Main.c进行各种初始化操作、寄存器设置、中断设置in

15、tr.c中断服务程序，负责将不同类型的中断转向不同的地方usb_op.cD12硬件抽象层,所右的上层模块都必须通过此模块与USB芯片打交道usb_prtcl.c设备枚举需要的设备描述符，配置描述符，接口描述符，端口描述符都由此模块来执行提供endpoint2_bulk_only.C所有massStorage协议CBW,CSW,DATA的处理及FLASH的读写都由此模块来处理b）在调试的时候，从现象上来看，分成以下儿个阶段性的步骤：1、USB芯片正常工作，可以实现软连接，此吋PC机上会出现“未知设备类型”的USB设备；2、向主机提供普通U

16、SB设备提供描述符，提供正确的VID和后，PC能够识别设备，但要求提供设备的驱动程序；3、安装驱动程序后，使用周立功单片机公司提供的UsbDebug.exe简单调试端点1和2,确保其均可传输数据，验证硬件及