基于双模式USB接口的便携式比色计设计

　　2.2 单片机控制CH375电路设计

　　本系统使用 C8051F020单片机作为处理器。C8051F020是Cygnal 公司推出的一种 SOC型 8位单片机，片内有 64KB FLASH存储器和4KB RAM，完全符合作为主机时读写 U盘的要求。C8051F020单片机控制 CH375的电路如图 2所示。

　　1. 系统软件设计

　　2. 1主机模式默认状态下，仪器工作在主机模式，通过读写 U盘，存储采集到的数据。 在单片机下开发 U盘的读写系统，单片机端程序要涉及较多的协议，必须能实现USB的控制传输、批量传输、SCSI/UFI/RBC命令传输及 FAT文件系统等功能。CH375内置了USB通信协议的固件程序，包含了USBMass Storage类协议，所以实际的单片机程序只需要处理 FAT文件系统层，并且这一层也可以由 CH375的 U盘文件级子程序库实现，因此简化了程序的开发流程。

　　CH375的 U盘文件级子程序库提供了 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，编写程序时可以直接调用这些 API函数读写 U盘。单片机读写 U盘的程序流程如图 3所示。

　　单片机端程序用到的主要操作函数包括：

　　(1)初始化 CH375芯片：CH375Init；

　　(2)查询 U盘是否准备好：CH375DiskReady；

　　(3)打开文件：CH375FileOpen；

　　(4)关闭文件：CH375FileClose；

　　(5)新建文件：CH375FileCreate；

　　(6)以字节为单位从文件读数据：CH375ByteRead；

　　(7)以字节为单位向文件写数据：CH375ByteWrite；

　　(8)以字节为单位移动文件指针：CH375ByteLocate。

　　3.2 从机模式 当图 1中的P1口连接到PC机USB接口时，在 C8051F020单片机控制下，仪器切换到从机模式，设备可以与 PC机通讯，进行数据交换。

　　3.2.1 本地端的单片机软件

　　CH375专门用于处理 USB通讯，当 CH375接收上位机发送的数据或发送完给上位机的数据后，以中断方式通知单片机。本地端单片机程序主要完成 CH375的初始化和数据的接收与发送，单片机控制 CH375对数据的处理过程如下：

　　1.单片机通过CH375芯片接收数据的处理步骤：

　　（1） 当 CH375接收到 USB主机发来的数据后，首先锁定当前 USB缓冲区，防止被后续数据覆盖，然后将中断引脚设置为低电平，向单片机请求中断；

　　（2） 单片机进入中断服务程序，执行 GET_STATUS命令获取中断状态；

　　（3） 在 GET_STATUS命令后将中断引脚恢复为高电平，取消中断；

　　（4） 判断中断状态，为“下传成功”，单片机执行 RD_USB_DATA命令从 CH375读取接收到的数据；

　　（5） RD_USB_DATA命令完成后，释放缓冲区，继续 USB通讯；

　　（6） 退出中断服务程序。