硬件电路设计 - 基于CH375的USB移动存储接口设计

　　2 硬件电路设计

　　2．1 蓄电池活化设备框图

　　蓄电池活化设备是一种集电池数据采集、分析及活化处理多项功能于一体的智能设备。在活化过程中，需要分别对每组24节电池的端电压实时采样并存储以供上层分析软件进行分析处理。传统设备与上层软件一般通过RS 232串行通信口进行数据传输，在实际应用中必须携带计算机到现场，同时要求计算机必须配备串口硬件使用极不方便。

　　在此，提出一种基于CH375A USB接口芯片的智能蓄电池活化设备，使蓄电池活化设备具有通用USB接口，为智能设备和计算机提供了一种简单方便的数据通信方法，具有操作简单使用方便等优点。蓄电池活化设备系统如图3所示，其工作原理如下所述。

　　

　　蓄电池活化设备系统采用ATMEGA64单片机+U盘主控芯片CH375A，实现对U盘的读写，并把蓄电池活化设备的每次工作状态及参数值，按照固定格式以单独文件进行存储，可以为上层分析软件提供基站信息、电池组信息、电池组充放电状态、电池充放电电流、设置的充放电时间、实际充放电时间、电池组开路电压、电池组电压、单节电池电压、电池组电流、电池组温度、告警等必要信息。这里重点介绍CH375芯片的应用，系统中其他部分功能电路不做介绍。

　　2．2 CH375与ATMEGA64单片机接口原理

　　图4所示为ATMEGA64单片机通过CH375实现USB接口的硬件电路。

　　

　　在该设计中CH375工作于USB-HOST主机并行接口方式，即直接把CH375芯片的TXD引脚接地，使CH375通过被动并行接口电路挂接到8位单片机的系统总线上。CH7375的8位双向数据总线D0～D7直接与单片机的PA数据口相连，RD和WR分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。片选信号CS连接到系统译码电路74HCl38的P14引脚，该引脚为低电平时选通CH375。INT连接到单片机的中断输入PE7引脚，中断请求是低电平有效，单片机通过中断方式获取中断请求。地址输入线AO连接至单片机的PD4引脚，当AO引脚为高电平时选择命令端口，可以写入命令；当AO引脚为低电平时选择数据断口，可以读写数据。

　　3 软件设计

　　CH375可以支持各种常用USB全速设备，对符合Mass-Storage海量存储设备的通信协议的USB设备，使用内置固件可以通过Mass- Storage海量存储设备的通信协议直接通信。对不符合上述要求的USB设备需要外部单片机通过控制传输以及ISSUE_TOKEN命令或 ISSUE_TKN_X命令自行处理相关通信协议。

　　3．1 本地端单片机软件

　　单片机通过8位并口对CH375芯片进行读写，所有操作都由1个命令码、若干输入数据和若干个输出数据组成。部分命令不需要输入数据，部分命令没有输出数据。命令操作步骤如下：

　　（1）在A0=1时向命令端口写入命令代码；

　　（2）如果该命令具有输入数据，则在A0=O时依次写入输入数据，每次1个字节；

　　（3）如果该命令具有输出数据，则在A0=0时依次读取输出数据，每次1个字节；

　　（4）命令完成，可以暂停或转入（1）继续执行下一个命令。

　　CH375芯片专门用于处理USB通信，在检测到USB总线的状态改变或命令执行完成后，CH375以中断方式通知单片机进行处理。

　　3．2 UBS接口软件程序流程

　　HC375不仅是一个通用的USB-HOST硬件接口芯片，还内置了相关的固定程序，可以方便地实现对USB存储设备文件系统的管理。在该应用中采用C 语言编程，对蓄电池每次处理数据以一个文件的形式进行存储，程序支持文件打开、新建、删除和读写等功能。设备与USB存储设备之间通信过程主要包括对 CH375芯片初始化、状态查询和并行数据的采集。通信部分程序流程如图5所示。

　　

　　4 结 语

　　这里在蓄电池活化设备USB接口电路中成功地使用了CH375芯片，取得了令人满意的运行效果。利用该设计能够很好地实现检测设备数据移动转存，为蓄电池活化设备的使用者提供了极大方便。结果表明，在实现USB数据移动存储接口电路设计中采用CH375芯片具有软硬件接口设计简单，性价比高，操作方便等优点。