文档介绍：学号
2014-2015学年第二学期
《嵌入式系统》
课程设计报告
题目:
基于嵌入式系统的U盘的开发与设计
专业:
计算机与技术
班级:
11(1)班
姓名:
指导教师:
成绩:
计算机学院
2015年5月7日
目录
1. 设计内容及要求 12
. 设计内容 12
. 设计要求 12
2. 概要设计 12
. 硬件电路 12
. 基本程序结构 14
3. 硬件设计 16
. MSP430 16
. SL811HS 16
4. 软件设计 17
. USB协议 17
. BULK_ONLY和UFI协议 18
. FAT32 21
. 软件系统模块 21
5. 心得体会 23
设计内容及要求
设计内容
随着USB技术和闪存技术的飞速发展,移动存储设备的速度和容量日新月异,但在工业控制的上位机和下位机之间,数据传输依然采用传统的串并口技术,特别对一些前端的便携式采集系统,需要采集后临时存储,再拿回来传给作为上位机的PC机进行数据处理,给人们带来很多不变,为此,本文提出了一种方法--利用U盘的便捷特性开发一种基于嵌入式的USB读写器,方便地将采集数据以文件方式写入U盘,PC机不需要任何特殊驱动便可以完成对数据的处理回放。利用本方法可以彻底解决下位机与PC机之间的数据传输难的问题。
设计要求
根据U盘结构特点,设计了一种基于嵌入式系统U盘的系统结构,可以将U盘集成到无线数据卡上,或者手机上,以实现数据存储的功能。
在进行USB 开发过程中,比较难的是对设备端的程序(称为固件,Firmware )进行调试。由于USB 协议有严格的时间要求,这就使得程序必须在有效时间内对某些请求或状态进行处理,否则,USB 将无法正常工作。因此,在调试过程中,较多借助LED1,LED2显示输出的一些信息来辅助调试,定位问题所在。比如,在某个函数中加入LED1,LED2显示语句,程序运行时看有否相应的LED1,LED2显示输出,借此来判断此函数是否得到了执行。调试工作基本分二步进行:首先对外部设备(单片机部分)借助PC 调试软件(从网上下载Bus Hound)将设备端的USB 协议(主要有描述符请求、端口配置、地址设置以及基本数据交换)调通。然后,用调试好的USB 设备接口来嵌入文件系统功能。
概要设计
硬件电路
下图分别为PDIUSBD12的引脚定义,其中,下列几个方面在制作电路板时应该注意。
图1
a)GND 接地,VDD 接正( 或5V ), , 与VDD ;如果芯片工作在5V , 的电压,用于提供给D +作参考电压, 。对于U 盘来说,由于USB 接供的是5V 电压,因此应该按后一种接法接。即GND 接USB 接口中的GND ,VDD 接USB 接口中的VDD ,D +D-分别接USB 接口中的对应位。
b)XTAL1 和XTAL2 按传统接法。
c)PDIUSBD12与MCU AT-89C55WD的连接方法见下表
PDIUSBD12引脚
MCU AT-89C55WD引脚
DATA<0>~ DATA<7>
~(AD0~AD7)
ALE
ALE/PROG
CS_N
RESET_N
INT_N
(INT0)
SUSPEND
WR_N
(WR)
RD_N
(RD)
A0
接GND
d)DMARQ DMACK_N EOT_N GL_N CLKOUT引脚悬空,可作为扩充功能使用。
e)MCU AT-89C55WD 。
基本程序结构
a)USB 设备端的固件分以下几个层次:
固件模块
功能
进行各种初始化操作、寄存器设置、中断设置
中断服务程序,负责将不同类型的中断转向不同的地方
D12硬件抽象层,所有的上层模块都必须通过此模块与USB芯片打交道
设备枚举需要的设备描述符,配置描述符,接口描述符,端口描述符都由此模块来执行提供
所有mass Storage 协议CBW,CSW,DATA的处理及FLASH的读写都由此模块来处理
b)在调试的时候,从现象上来看,分成以下几个阶段性的步骤:1、USB 芯片正常工作,可以实现软连接,此时PC 机上会出现“未知设备类型”的USB 设备;2、向