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。
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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