對(duì)USB接口芯片CH375的功能、原理做了較詳細(xì)的介紹,并給出了在單片機(jī)讀寫U盤中的實(shí)例及注意事項(xiàng)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的使用已經(jīng)非常普遍,因此在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設(shè)備、儀器上使用USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備接口的芯片便相繼產(chǎn)生了,CH375就是其中之一,它是一個(gè)USB總線的通用接口芯片,支持HOST主機(jī)方式和SLAVE設(shè)備方式。
在本地端,CH375 具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出,可以方便地掛接到單片機(jī)/DSP/MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機(jī)方式下,CH375還提供了串行通信方式,通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)/DSP/MCU等相連接。CH375的USB主機(jī)方式支持各種常用的USB全速設(shè)備,外部單片機(jī)/DSP/MCU可以通過CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通信。
CH375芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
CH375芯片內(nèi)部集成了PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、被動(dòng)并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸?shù)膮f(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。
單片機(jī)讀寫U盤的接口 由于CH375內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件,所以嵌入式系統(tǒng)的單片機(jī)可以通過CH375將U盤(USB閃存盤、USB外置硬盤)作為可移動(dòng)的大容量存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)讀寫只需要幾條指令,而不需要詳細(xì)了解USB通信協(xié)議。 如果嵌入式系統(tǒng)需要將USB存儲(chǔ)設(shè)備組織為文件系統(tǒng),那么可以直接調(diào)用CH375文件級(jí)子程序庫提供的接口API,由子程序庫處理文件系統(tǒng)。 CH375主機(jī)USB-HOST的電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 某些USB設(shè)備帶電插入時(shí)常出現(xiàn)如下問題。 ● CH375復(fù)位或者單片機(jī)復(fù)位(尤其是采用uP 監(jiān)控電路的單片機(jī)系統(tǒng))。 ● CH375或者單片機(jī)突然工作不正常,失去控制。 ● CH375芯片的工作電流突然增大并且持續(xù)如此,時(shí)間長(zhǎng)了芯片發(fā)熱燙手。 出現(xiàn)上述問題時(shí)可參考如下解決方法。 ● 給USB插座單獨(dú)供電,這樣,即使USB設(shè)備剛插上時(shí)存在電容充電過程,也不會(huì)影響單片機(jī)和CH375。變通方法是,將5V主電源分別通過兩個(gè)獨(dú)立的限流電感后(或者在PCB中電源線分開走),一組提供給CH375和單片機(jī)等,另一組提供給USB插座。 ● 在USB 插座前串接限流電阻或者電感,并在USB插座電源上并聯(lián)儲(chǔ)能用的電解電容。如果用電感也可以限制電流突變,防止電源電壓突降,但是用電感在USB設(shè)備拔出后,容易在USB插座中產(chǎn)生過沖高壓,所以必須接儲(chǔ)能電容。(注意,在第一版CH375評(píng)估板的原理圖中已經(jīng)標(biāo)出USB插座的限流電阻R1為1Ω,建議將其換為阻值5Ω的電阻或者保險(xiǎn)電阻) ● 其他臨時(shí)的解決方法(不推薦):①在USB設(shè)備與USB插座之間加入U(xiǎn)SB延長(zhǎng)線。②在主電源上并聯(lián)較大的儲(chǔ)能電容,在U盤剛插入時(shí)提供足夠的瞬時(shí)電能,減少對(duì)電源電壓的影響。 ● 參考目前計(jì)算機(jī)端的解決方法:USB端口的電源供給是通過保險(xiǎn)電阻或者限流電感提供的,這些能夠限制瞬時(shí)電流。對(duì)于計(jì)算機(jī)前面板的USB端口,由于本身通過一段較長(zhǎng)的連接導(dǎo)線,自然減弱了對(duì)主電源的影響,而且計(jì)算機(jī)的5V電源功率很大,連續(xù)供電電流都在20A以上,所以不易受影響。
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