基于单片机的存储设备转储器

1. 3 液晶显示模块
本系统使用122x32点阵的MGLS12232液晶显示模块，模块内置两块2．560位的RAM和两片SED1520控制器，分别由E1、E2两个选通信号控制左右两半屏的显示。图形液晶显示模块有两种连接方式：一种为直接访问方式，另一种为间接控制方式。本系统是采用直接控制方式，该方式将液晶显示模块的接口作为存储器或I／O设备直接挂接在单片机总线上。该模块体积小、价格较低且通过该液晶模块能够满足对一般文件夹名、文件名和文件信息的显示。
1．4 键盘模块
键盘模块是3x3矩阵式键盘结构，采用Button按键，分别定义了上电、复位、上翻、下翻、选择、复制、粘贴等按键，以最少的按键实现文件转储的各种操作。
1．5 C8051F040单片机控制模块
C8051F040单片机控制模块是本系统的核心控制模块。该单片机具有丰富的片内资源和强大的控制功能：与8051完全兼容，最大系统时钟频率为24 MHz，70％指令的执行时间为1或2个系统时钟周期。丰富的中断源，扩展的中断系统向CIP-51提供20个中断源，一个中断驱动的系统需要较少的MCU干预，因而有更高的执行效率，这么多的中断源完全能满足本系统的所有外设。通用串行总线(USB)功能控制器，有8个灵活的端点管道，集成收发器和1K FIFO RAM；片内存储较大，CIP-51的SFR地址空间可包含多达256个SFR页，通过SFR分页，CIP-51MCU可以控制大量用于控制和配置片内外设所需的SFR。串口资源丰富，具有两个增强型全双工UART、一个增强型SPI总线和SMBus／I2C。每种串行总线都完全用硬件实现，都能向CIP-51产生中断，因此需要很少的CPU干预。这些串总线不“共享”定时器、中断或端口I／O等资源，可以使用任何一个或同时使用多个。
该模块的功能是：通过在单片机内部开辟一个数据缓冲区缓存两个U盘之间要转移的文件数据，并通过两个CH375 U盘模块控制U盘文件的打开、读取、写入和关闭，实现文件数据的转移工作。该控制单元还可以将外围键盘发来的中断信息进行处理，以实现文件的选择等对单片机的控制。通过控制一个MGLS12232液晶显示模块来显示一些相关的文件信息。

2 系统软件设计
2．1 外设控制方式
本系统采用CH375 U盘模块，该模块附带znFAT，单片机上的FAT32文件系统解决方案。从而减少了繁杂的Fat32文件系统方面的编程，由于CH375 U盘模块配带文件系统及文件操作子程序，通过单片机主程序调用比较容易实现文件名、文件信息的液晶显示，以及文件的选择与转移操作。
由于C8051F040单片机的中断资源丰富，并且中断具有以下优点：
1)分时操作。CPU可以分时为多个I／O设备服务，提高了计算机的利用率。
2)实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强。
3)可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发事件的能力，从而使系统的可靠性提高。
综上所述，本系统的所有外设键盘均采用中断控制方式，文件转移也用中断方式控制。这样C8051F040的系统资源利用效率有了很大的提高。
2．2 文件转储方案
首先在C8051F040单片机内部开辟一个缓冲区，当需要转存文件时，首先选中一个U盘中的文件，当单击复制及粘贴按键后，会通过中断自动调用相关的程序，想将该文件打开，并读取文件的数据与开辟的缓冲区中，然后把缓冲区的数据存储到另一个U盘相应目录下的新建的同名文件中。
系统总流程图如图3所示。系统上电后，对C8051F040单片机内部开辟的缓冲区进行初始化，并使液晶屏显示初始界面，之后进入等待U盘插入的状态，当等待一段时间后，若没用U盘插入，则显示“请插入U盘”的提示信息。当U盘个数为一个或两个时，开始读取U盘信息，并在液晶屏上显示基本的U盘信息。之后，C8051F040单片机等待键盘操作，根据键盘输入的编码调用相应的中断程序，处理完后，继续等待键盘的中断信号。