基于usb接口的嵌入式数据存储系统设计

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1、基于USB接口的嵌入式数据存储系统设计如何方便快捷地实现数据的修改，是系统运行效率的关键。主要讨论了基于USB接U的EEPROM数据存储程序系统的软硬件设计，系统整体设计采用上下位机的开发模式，硬件设计采用单片机作为主处理器，采用串口转换芯片CH340实现USB接口到串口的转换，使用AT24C04大容量芯片作为EEPROM实现数据高速读写。上位机基于MFC在VisualC++6.0环境下，基于MSComm控件编写串口通讯程序，并编写了友好的人机交互界面，方便使用和操作。关键词USB接U;数据存储系统；EEPROMTM6A1674-6708(2011)55-0183-

2、030引言数据存储系统在许多领域的生产实践中有着重要的意义。控制系统中的各种调试参数往往需要按照一定数据格式进行存储，从而完成系统中数据的分析、修改来实现控制任务。一般来说，系统参数主要存放在EEPROM中，因此如何方便快捷地实现数据的修改，是系统运行效率的关键。常规方法采用将EEPROM芯片取下，放置在烧录器上进行写入的方式，费时费力。本论文基于USB接口，设计的基于USB口的数据烧录设备很好地解决了这个问题。在数据更改时需通过USB口与其连接，再由板载单片机经串行总线将数据读出或写入EEPRORM即可。1数据存储系统硬件设计系统设计的主要任务是实现通过PC的US

3、B接口对EEPROM中的数据进行读写。在数据传输过程中，巾于单片机与PC连接时接口匹配问题，要在它们之间进行串门转换以便于数据传递。单片机再通过串行数据总线与EEPROM进行数据传送，完成对它的读写任务。经过以上分析，系统主要组成部分如下图所示：1.1单片机选型巾于单片机的种类繁多、型号各异，可选择51系列单片机或AVR单片机。因为单片机是通过I2C串行总线与EEPROM进行数据传递的，所以在此选择带I2C总线的AVR单片机，这样就无需用软件模拟I2C总线的时序，给设计带来了方便。这里选择一般的AVR应用系统中比较常见的ATmega32。ATmcga32是基于增强的

4、AVRRISC结构的低功耗8位COMS微控制器。它是一款高性能、低功耗、可上电复位及可编程掉电检测的单片机。由于其先进的指令系集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega32的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ,从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega32有如下的特点：32K字节的系统内可编程Flash（具有同时读写的能力，即RWW），1024字节EEPROM，2K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，3个具有比较模式的灵活的定时器/计数器（T/C）,片内/外中断，可编程串行USART,

5、面向字节的两线串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益（TQFP封装）的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端U，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时CPU停止工作，而USRA、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SH端口以及中断系统继续工作；掉电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块出于休眠状态；ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定吋器与ADC以外所有I/O模块，以降低ADC转换吋的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只

6、消耗极少的电流，同时具有快速启动能力;扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。1.2EEPR0M选型EEPR0M的型号选择AT24C04，它是ATMEL公司生产的高集成度串行内存，此芯片是两线制串行EEPR0M，可提供4096位的电可擦除只读存储器，其中每8位作为一个字节构成512个字节的存储空间。该芯片适用于许多低功耗、低电压的工业及商业应用。AT24C04能提供简洁的8引脚PDIP，8引脚JEDECS0IC和8引脚超薄迷你MAP,5引脚S0T23封装和8引脚TSSOPo芯片的主要特点如下：1）能在低电压和标准电压下工作（VCC=1.8至5.5V

7、）;2）两线串行接门；内部存在512字节（4K）存储区；3）施密特触发，滤波输入以抑制噪声；4）双向数据传输协议；5）具有1兆赫（5V电压），400千赫（1.8V、2.5V、2.7V）兼容性;6）具有便于硬件数据保护的写保护功能；7）16字节的页写模式，允许对部分页作写操作。在读/写操作中首先要对芯片寻址，以指明对存储器的哪一位进行操作。AT24C04需要在起始信号后跟一个8位的地址来使能读写。地址的高四位最重要，它由0、1组成的固定数组给出并且适用于所有EEPR0M芯片。AT24C04只使用A2和A1两位地址位，第三位是内存页地址位。这两个地址位必须与它们相应