基于芯片CH375的移动数据采集系统.pdf

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1、信息产业基于芯片CH375的移动数据采集系统吕继函范多旺邢东峰（兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室，甘肃兰州730070）摘要：USB总线以快速、方便、易于安装和扩展等特点得到了广泛应用。本文介绍了单片机通过芯片CH375扩展USB接口的方法，包括硬件平台设计方案，U盘数据存储格式，以及软件设计思路。通过给单片机扩展USB接口，可以使单片机具有写U盘的功能，能方便地用于移动数据采集系统。关键词：USB；CH375；单片机；FAT32Abstract:Nowadays,USBbusiswidelyusedineveryfiel

2、d,becauseofitsspeedandfacilityininstallandextend.ThisarticleintroducedasimplemethodusedCH375andMPU,thedesignofhardware,softwareandfilesysteminflashdiskareintroducedtoo.Bythismethod,MPUisgiventheabilityofreadandwriteflashdisk,atlast,thisdesigncanbeusedinmobiledataacquisit

3、ionsystemeasily.Keyword:USB;CH375;MPU;FAT32引言在人们的日常生活中或是在工业控制领域，常常需要一套简单的设备，长时间采集数据，然后集中分析。图1系统总体框图在这种情况下，传感器+单片机+USB接口+U盘存储器是一种简便、实用、成本小的解决方案。文中主要介绍了单片机与CH375的硬件连接，U盘数据存储格式以及软件设计。1硬件设计1.1芯片选择微处理器芯片的选择图3U盘FAT32分区基本构成依据是片内RAM，片内RAM主要作用是临时存储采集到图2芯片电路图的数据（数据缓冲区），如果片内RAM不够大，

4、那么会导致频繁的写U盘，这对U盘的寿命和通讯的速率都会产生影响，在此选择AVR128（4K片内RAM）。USB接口芯片选择CH375，CH375是国内的南京沁恒公司开发的产品，是USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式，内置了处理Mass-Storage海量存储设备的2U盘数据存储结构数、DOS保留扇区、FAT表个数、隐含扇区数根目专用通讯协议的固件。外部单片机可以直接以扇2.1存储数据的两种方式录第一簇等重要信息。FAT即文件分配表，是文件区为基本单位读写常用的USB存储设备（包

5、括方式一：不按PC机上文件系统的方式存储，存储位置的寻址表，用32位来记录一个簇，它以USB硬盘/USB闪存盘/U盘）。这种方式只是单纯的把U盘作为一个ROM存储链的方式存储簇号。数据区即存储U盘数据的地存储设备可选普通U盘，价格低、寿命长、携器。这种存储数据的方式对于单片机来说比较简方，根目录也是存放在这里的，根目录包含文件带方便。单，但是把U盘插入电脑后，不能直接读出U盘名、文件的起始簇号，文件的大小等信息。1.2硬件连接（见图1）的数据。2.3文件的查找过程单片机与CH375模块之间的连接使用8位方式二：单片机向U盘写数据时，按找

6、PC机FAT32文件格式下，文件的查找过程主要涉并行数据线、A0线、读使能、写使能、片选和中断上文件的存储方式写数据，这样在PC机上可以及到FAT表和数据区（包括根目录和数据）。以根信号，可以方便进行数据交换。U盘直接插在直接读出。一般按第二种方式来读写数据，这涉及目录下的文件a.dat为例：首先在根目录下找到a.CH375模块的USB接口上。具体电路图如图2。到windows系统下的数据存储结构。dat，找到文件名后，读出a.dat的起始簇号（begin）片选是通过地址线A9来直接操作的，低电2.2FAT32文件系统结构和大小（siz

7、e）。如果文件是连续存储的，那么begin平选中，A0接地址线，中断接在INT上。FAT32格式的U盘由MBR、DBR、FAT表和至begin+size即为文件a.dat。如果文件是非连续存单片机控制CH375的命令是通过在数据总数据区组成，如图3。储的，那么可以根据FAT表找到后续的簇号，就线上写命令字节来实现的，其中地址线A0用来MBR（MasterBootRecord）扇区，即主引导扇可以依次找到文件了。区分写命令或者数据，当A0=1时可以在总线上区，这个扇区记录的是磁盘的分区信息，一般用U非连续的查找具体过程如图4。写命令；当A

8、0=0时可以在总线上读写数据。所盘存储数据时都只有一个分区，所以不用管它。2.4数据在U盘中的存储以，单片机写命令即为写地址0x1**（**为命令字DBR扇区，即DOS引导记录扇区，它主要记录了FAT32文