基于U盘的单片机低功耗海量存储系统

单片机嵌入式USB主机固件程序
１、SL811HS与AT89C55WD的通信程序设计
SL811与单片机AT89C55WD的通信程序设计可以简单地认为是实现了PC的USB主机的主控制器驱动程序的部分功能。
①读数据
由于SL811HS的外接总线的地址和数据信号是复用的，通过A0信号来区分地址和数据。因此，AT89C55WD读取或写入SL811HS内存的时候首先发送地址，然后再发送数据。此外，由于SL811HS采用了地址自动增址的机制，因此，如果需要读取或写入连续地址内的数据时，只需要发送起始地址即可，以后每读取或写入一次数据，SL811HS会自动将寻址地址加1。根据SL811HS的读数据时序的要求，读取数据前首先发送地址，再读取数据，程序如下：
unsigned char SL811Read(unsigned char a)
{
unsigned char nVal;
unsigned char xdata *exAddress;
exAddress = SL811_ADDR_PORT; /*发送地址 */
SL811_CS=0;
*exAddress=a;
exAddress=SL811_DATA_PORT; /*读取数据 */
nVal = *exAddress;
SL811_CS=1;
return nVal;
}
②写数据
与读数据类似，AT89C55WD向SL811HS的内存单元写数据时，也必须首先发送地址，然后发送要写入的数据。根据SL811HS的写数据时序，函数实现程序如下：
void SL811Write(unsigned char a, unsigned char d)
{
unsigned char xdata *exAddress;
exAddress = SL811_ADDR_PORT; /*发送地址 */
SL811_CS=0;
*exAddress=a;
exAddress=SL811_DATA_PORT; /*写入数据 */
*exAddress = d;
SL811_CS=1;
}
单片机AT89C55WD与SL811HS通信的实现，是整个USB体系软件的根基。在此基础上即可实现USB主机协议的系统软件、Mass Storage类协议软件、FAT文件系统软件。
２、AT89C55WD的初始化
单片机AT89C55WD的初始化程序安排在主程序main.c中，主要是完成定时器T0、外部中断INT0、I/O口、串行通讯口以及SL811HS 的初始化，包括工作方式设定、初值设置、相关的数据缓冲器清零等，程序较为简单，此处省略。
３、人机接口程序
人机接口程序对来自主CPU模块的串口命令进行相应的处理，并将处理结果返回。因为主CPU模块需将采集的数据值通过存储模块存入U盘，所以主CPU模块的串口命令包括查询U盘、创建文件、打开文件、写文件、读文件等，如同人们在PC机对U盘的操作。
该段程序首先通过串口处理入口函数，判别主CPU发出何种命令，再跳转至功能操作子函数。U盘的功能操作子函数依据USB Mass Storage类的UFI命令，按照微软的FAT文件规范进行相应文件操作。
由于篇幅关系其它部分的实现本文不作具体介绍。
结语
总之，运用单片机直接控制读写U盘，部分地实现PC上USB主机的USB核心驱动程序的功能，是嵌入式系统的软件和硬件的集合，是一个全新的概念。基于U盘的单片机低功耗海量存储系统将使测控系统体积减小，更有利于野外作业或其它便携性要求较高的场合，为仪器便携化发展开拓了新的思路。