基于單片機的嵌入式USB主機系統(tǒng)的實現(xiàn)

2．3 軟件層次劃分

從嵌入式USB主機的軟件層次劃分來看，系統(tǒng)軟件主要包括主控制器驅(qū)動程序、USB核心驅(qū)動程序，以及用戶軟件；從功能劃分來看，系統(tǒng)軟件可分為以下幾個部分：

1.主CPU與各系統(tǒng)模塊的初始化程序設計

實現(xiàn)主CPU及各系統(tǒng)模塊的初始化，包括實現(xiàn)I2C接口的LED顯示、鍵盤、時鐘芯片以及主CPU與USB主機控制芯片之間的數(shù)據(jù)通信功能。

2.USB主機系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)

主要完成核心驅(qū)動程序的功能，具體來說就是實現(xiàn)USB的4種基本數(shù)據(jù)的傳輸方式，實現(xiàn)USB設備的枚舉過程，并獲取USB設備的描述符等。這些功能都可以通過讀寫主控制器寄存器來完成。因此，系統(tǒng)中只需分別定義一個讀寄存器函數(shù)和寫寄存器函數(shù)，然后以此函數(shù)為基礎來構(gòu)成各功能子函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、設備枚舉以及獲取描述符等各種操作。

3.Mass Storage類協(xié)議的程序設計

實現(xiàn)Mass Storage設備類中Bulk-Only傳輸協(xié)議和Mass Storage類中UFI子類的各種請求命令，對設備進行各種訪問和讀寫操作。

4.應用程序設計

主要實現(xiàn)FAT文件系統(tǒng)?？筛鶕?jù)FAT文件系統(tǒng)的基本體系，通過Mass Storage類協(xié)議中的UFI子類命令和標準的設備請求命令與設備的Flash閃存建立連接關系，并在USB主機系統(tǒng)中建立磁盤的空間結(jié)構(gòu)，定義 MBR， DBR的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立FAT表，F(xiàn)DT表，實現(xiàn)對文件系統(tǒng)進行讀取等操作功能即可。

系統(tǒng)的軟件設計即可按照上述的4個功能模塊來依次構(gòu)建。

3結(jié)束語

本設計建立了基于單片機的嵌入式USB主機系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了USB協(xié)議中的Mass Storage類協(xié)議和精簡的FAT文件系統(tǒng)，能夠?qū)盤中的文件數(shù)據(jù)進行讀寫，完成相應的文件操作等各種功能。結(jié)果表明：利用該嵌入式USB主機系統(tǒng)對具體U盤中的文件進行讀操作時，平均速度為60～80KB/S，對之進行寫操作時，平均速度為40～50KB/S。該系統(tǒng)真正實現(xiàn)了便攜式，擺脫了PC機對USB設備的控制，無需PC主機即可對USB設備進行讀寫操作，具有廣闊的應用前景。程序主要采用C語言編寫，因此它可以很方便地移植到其它處理器中。

本文創(chuàng)新之處：目前，市場上脫離PC對U盤操作的單純產(chǎn)品很少，而且有些此功能的產(chǎn)品都有一定的應用背景。本設計開發(fā)了U盤對拷器，留有擴展口，可作U盤對拷器用，也可在此基礎上作二次開發(fā)。

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