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USB接口芯片CH375的原理及应用图

发布时间:2020-02-03 05:19:27 阅读: 来源:钢格板厂家

对usb接口芯片ch375的功能、原理做了较详细的介绍,并给出了在单片机读写u盘中的实例及注意事项。 随着计算机技术的快速发展,usb移动存储设备的使用已经非常普遍,因此在一些需要转存数据的设备、仪器上使用usb移动存储设备接口的芯片便相继产生了,ch375就是其中之一,它是一个usb总线的通用接口芯片,支持host主机方式和slave设备方式。 在本地端,ch375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机/dsp/mcu等控制器的系统总线上。在usb主机方式下,ch375还提供了串行通信方式,通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机/dsp/mcu等相连接。ch375的usb主机方式支持各种常用的usb全速设备,外部单片机/dsp/mcu可以通过ch375按照相应的usb协议与usb设备通信。

ch375芯片内部结构

1 内部结构

ch375芯片内部集成了pll倍频器、主从usb接口sie、数据缓冲区、被动并行接口、异步串行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。ch375芯片引脚排列如图1所示。

2内部物理端点 ch375芯片内部具有7个物理端点。 端点0是默认端点,支持上传和下传,上传和下传缓冲区各是8b;端点1包括上传端点和下传端点,上传和下传缓冲区各是8b,上传端点的端点号是81h,下传端点的端点号是01h;端点2包括上传端点和下传端点,上传和下传缓冲区各是64b,上传端点的端点号是82h,下传端点的端点号是02h。 主机端点包括输出端点和输入端点,输出和输入缓冲区各是64b,主机端点与端点2合用同一组缓冲区,主机端点的输出缓冲区就是端点2的上传缓冲区,主机端点的输入缓冲区就是端点2的下传缓冲区。 其中,ch375的端点0、端点1、端点2只用于usb设备方式,在usb主机方式下只需要用到主机端点。

软件接口 对于usb存储设备的应用,ch375直接提供了数据块的读写接口,以512b的物理扇区为基本读写单位,从而将usb存储设备简化为一种外部数据存储器,单片机可以自由读写usb存储设备中的数据,也可以自由定义其数据结构。 ch375以c语言子程序库提供了usb存储设备的文件级接口,这些应用层接口api包含了常用的文件级操作,可以移植并嵌入到各种常用的单片机程序中。 ch375的u盘文件级子程序库具有以下特性:支持常用的fat12、fat16和fat32文件系统,磁盘容量可达100gb以上,支持多级子目录,支持8.3格式的大写字母文件名,支持文件打开、新建、删除、读写以及搜索等。 ch375的文件级接口api子程序需要大约600b的随机存储器ram作为缓冲区。所有api在调用后都有操作状态返回,但不一定有应答数据。有关api参数的说明请参考ch375数据手册。

ch375在单片机读写u盘中的电路原理图 图2给出了mcs-51单片机读写u盘的电路原理图,如果ch375芯片的txd引脚悬空或者没有通过下接电阻接地,那么ch375工作于串口方式。在串口方式下,ch375只需要与单片机/dsp/mcu连接3个信号线,txd引脚、rxd引脚以及int#引脚,其他引脚都可以悬空。除了连接线较少之外,其他外围电路与并口方式基本相同。由于int#引脚和txd引脚在ch375复位期间只能提供微弱的高电平输出电流,在进行较远距离的连接时,为了避免int#或者txd在ch375复位期间受到干扰而导致单片机误操作,可以在int#引脚或者txd引脚上加阻值为1~5kω的上拉电阻,以维持较稳定的高电平。在ch375芯片复位完成后,int#引脚和txd引脚将能够提供5ma的高电平输出电流或者5ma的低电平吸入电流。

单片机读写u盘的接口 由于ch375内置了处理mass-storage海量存储设备的专用通信协议的固件,所以嵌入式系统的单片机可以通过ch375将u盘(usb闪存盘、usb外置硬盘)作为可移动的大容量存储器。数据读写只需要几条指令,而不需要详细了解usb通信协议。 如果嵌入式系统需要将usb存储设备组织为文件系统,那么可以直接调用ch375文件级子程序库提供的接口api,由子程序库处理文件系统。

ch375主机usb-host的电路设计注意事项 某些usb设备带电插入时常出现如下问题。 ●ch375复位或者单片机复位(尤其是采用up监控电路的单片机系统)。 ●ch375或者单片机突然工作不正常,失去控制。 ●ch375芯片的工作电流突然增大并且持续如此,时间长了芯片发热烫手。 出现上述问题时可参考如下解决方法。 ●给usb插座单独供电,这样,即使usb设备刚插上时存在电容充电过程,也不会影响单片机和ch375。变通方法是,将5v主电源分别通过两个独立的限流电感后(或者在pcb中电源线分开走),一组提供给ch375和单片机等,另一组提供给usb插座。 ●在usb插座前串接限流电阻或者电感,并在usb插座电源上并联储能用的电解电容。如果用电感也可以限制电流突变,防止电源电压突降,但是用电感在usb设备拔出后,容易在usb插座中产生过冲高压,所以必须接储能电容。(注意,在第一版ch375评估板的原理图中已经标出usb插座的限流电阻r1为1ω,建议将其换为阻值5ω的电阻或者保险电阻) ●其他临时的解决方法(不推荐):①在usb设备与usb插座之间加入usb延长线。②在主电源上并联较大的储能电容,在u盘刚插入时提供足够的瞬时电能,减少对电源电压的影响。 ●参考目前计算机端的解决方法:usb端口的电源供给是通过保险电阻或者限流电感提供的,这些能够限制瞬时电流。对于计算机前面板的usb端口,由于本身通过一段较长的连接导线,自然减弱了对主电源的影响,而且计算机的5v电源功率很大,连续供电电流都在20a以上,所以不易受影响。

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