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讀寫 U盤的要求。C8051F020單片機控制 CH375的電路如圖 2所示。

　　1. 系統軟件設計

　　2. 1主機模式默認狀態下，儀器工作在主機模式，通過讀寫 U盤，存儲采集到的數據。 在單片機下開發 U盤的讀寫系統，單片機端程序要涉及較多的協議，必須能實現 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通信協議的固件程序，包含了 USB Mass Storage類協議，所以實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盤文件級子程序庫實現，因此簡化了程序的開發流程。

　　CH375的 U盤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，編寫程序時可以直接調用這些 API函數讀寫 U盤。單片機讀寫 U盤的程序流程如圖 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 U盤是否準備好：CH375DiskReady；

　　(3)打開文件：CH375FileOpen；

　　(4)關閉文件：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數據：CH375ByteWrite；

　　(8)以字節為單位移動文件指針：CH375ByteLocate。

　　3.2 從機模式 當圖 1中的P1口連接到PC機USB接口時，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，進行數據交換。

　　3.2.1 本地端的單片機軟件

　　CH375專門用于處理 USB通訊，當 CH375接收上位機發送的數據或發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送，單片機控制 CH375對數據的處理過程如下：

　　1.單片機通過CH375芯片接收數據的處理步驟：

　　（1） 當 CH375接收到 USB主機發來的數據后，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；

　　（2） 單片機進入中斷服務程序，執行 GET_STATUS命令獲取中斷狀態；

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

　　（4） 判斷中斷狀態，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；

　　（5） RD_USB_DATA命令完成后，釋放緩沖區，繼續 USB通訊；

　　（6） 退出中斷服務程序。