移植 CH376 USB FAT12/16/32文件系统芯片 单片机 MCU51

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目录

1       概述：... 1

2       源码文件列表：... 2

3       结构图：... 3

4       电路原理图参考：... 4

4.1        通讯接口的选择：... 5

5       DEMO程序详解：... 5

5.1        头文件：... 5

5.2        缓存BUFFER：... 6

5.3        调试信息：... 6

5.4        SPI通讯模式：... 6

5.4.1         SPI 单片机IO脚配置：... 7

5.5        UART通讯模式：... 7

5.5.1         串口参数设置：... 7

5.5.2         CH376DATASHEET串口说明：... 8

5.6        检测U盘插入：... 8

5.7        U盘拔出：... 9

5.8        创建目录：... 10

5.9        写文件：... 10

5.10          读文件：... 11

5.11          删除文件：... 12

5.12      main()函数：... 13

6       总结：... 14

6.1        优点：... 14

6.2        不足：... 14

 

1      概述：

CH376做为一颗国产USB芯片（南京沁恒电子），支持HOST,SLAVE模式，相比前期版本CH375，CH376内部自带了FAT12/16/32文件系统，避免了MCU需要去处理庞大的文件系统库，将系统开销降到很低，甚至一颗89C51就能顺利的运行起来，内存占用极低。并提供部分向上兼容。价格方面与市面同类产品差不多（如：PB375，SL811等），大概十几元左右，优势在于稳定性稍好一些。

 

编译器：Keil3 C51 v8.18

单片机：SST89X516RD

USB芯片：CH376S（SOP-28PIN）

通讯接口：SPI，串口，总线并口（略）

 

由于对读写速度没有特别要求，加上占用IO脚考虑，本文并没有说明CH376总线模式和IO模拟总线模式，采用SPI或串口通讯。

 

本文主要说明CH376以HOST模式读写U盘为例，CH376功能非常强大，如：与SD卡，键盘，鼠标，打印机等通讯，SLAVE模式，并没有进行描述。

 

CH376对大小写支持不好，所有路径，文件名必须为全大写（datasheet有说明），分别以小、大小写混合名称测试，函数也会返回成功，但实际没有效果，到PC上查看并没有产生文件或读写成功，还会造成同名文件产生。

 

2      源码文件列表：

HAL.H声明了一些设备接口函数，如：CH376_PORT_INIT，mInitCH376Host，xWriteCH376Cmd，xReadCH376Data，xWriteCH376Data等，而这些函数分别是在SPI_SW.C，UART_HW.C等这些文件实现的，等于是把通讯接口统一封装了一次，供上层统一调用，这样做是因为CH376支持3总通讯模式：MCU LOCAL BUS（总线），SPI, UART，当用户选择不同的通讯模式时与上层应用无关，只需编译不同的通讯模块即可，非常方便（下文有详细说明）。所以像SPI_SW.C，UART_HW.C等这些文件只能任选一被编译，不能同时编译，会产生错误，函数重定义。

 

CH376官方提供的解决办法是通过#include包含不同C文件来进行不同通讯模块选择，本文不建议这样使用，这会破坏C语言的文件结构（一般情况#include只包含.h头文件），根据需要将C文件加入keil工程管理中更好（#include C文件方式无法debug断点行）。

 

 

3      结构图：

从机设备一般指：U盘，SD卡，鼠标，打印机等特定功能的USB设备，响应USB HOST命令，主机设备一般指PC，单片机，CPU等主动发出命令设备。其目的都是进行USB总线通讯，对其进行规范而已。

 

4      电路原理图参考：

 

4.1    通讯接口的选择：

5      DEMO 程序详解：

HOST.C

5.1    头文件：

 

5.2    缓存BUFFER：

buf大小根据实际需要申请

 

5.3    调试信息：

只有一个串口情况下采用串口通讯将无法再使用串口调试信息

 

5.4    SPI通讯模式：

选择了SPI通讯模式，将不能同时再选UART通讯模式

 

5.4.1  SPI 单片机IO脚配置：

SPI_SW.C

软件模拟SPI，硬件SPI（略）。

 

5.5    UART通讯模式：

选择了UART通讯模式，将不能同时再选SPI通讯模式，并且必须关闭DEBUG调试信息（只有一个串口情况）。

 

5.5.1  串口参数设置：

UART_HW.C

硬件串口，波特率设置，CH376支持硬件、软件波特率设置。

 

5.5.2  CH376 DATASHEET串口说明：

 

5.6    检测U盘插入：

本文采用查询方式，中断方式（略）

 

CH376DiskConnect函数可以是一直等待或超时返回，由DEF_INT_TIMEOUT（见FILE_SYSTEM.H）宏控制，在实际产品应用中，一般不会一直等待，需要设定一个超时时间，由单片机的时钟频率决定，超时后可以调用回调函数，等待用户重试或退出。

 

如果返回成功也可以调用一个回调函数，CH376官方程序并没有提供此类模型，可自行做简单修改即可。

 

5.7    U盘拔出：

 

5.8    创建目录：

默认情况从根目录开始。

 

5.9    写文件：

本例对错误处理简单化，在实际应用中，必须分析错误代码，并提供用户重试、退出或对应方法，s为错误代码，可查询CH376INC.H文件。最安全情况CH376ByteWrite函数第3个参数为实际写入字节数，最好与需要写入字节数进行比较判断，在此简略。

 

5.10       读文件：

分块读取文件，大、小文件均适应，读完一块可调用一回调函数，请判断realsize和readsize大小是否相等，不等情况理论上是会有的。

 

5.11       删除文件：

删除文件将是不可恢复的

 

5.12       main()函数：

实际应用中，如果有多个设备采用轮询方式检测状态或数据，需要进行主循环时间片控制，分配好每个设备的时间片和延时（上文已经提到U盘检测延时），不能进入一直等待状态。

 

如果只有用户主动操作单一模式，只需考虑超时即可，即不用处理被动状态（U盘插入中断），如：插入U盘后用户必须按键或其它操作才能读写U盘。

 

6      总结：

6.1    优点：

从测试结果来看，CH376对U盘读写效果还算不错，网络上有公布一些测试速度的结果，并口模式可以达到几十K每秒，它简单易用，资源占用极少，物美价廉，稳定性好。

 

6.2    不足：

从DEMO程序来看，整体结构不算很好，用户需要处理的工作还比较多，如：回调机制，主循环时间片控制，事件及错误处理等。

 

文件库函数太多，还要区分根目录，多级目录，使用的函数也不一样（如：新建多级目录使用不方便），不像操作系统封装成类似：open,read,write,del等通用函数。

 

大小写处理不好，只能处理全部大写目录或文件名（也支持小写文件名，例子EXAM11有说明，建议不要使用长文件名）。FAT文件系统是不区分大小写的，但是CH376可以建立大、小写同名的相同文件在同一目录，应该是属于BUG。