基于單片機的存儲設(shè)備轉(zhuǎn)儲器
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1. 3 液晶顯示模塊
本系統(tǒng)使用122x32點陣的MGLS12232液晶顯示模塊，模塊內(nèi)置兩塊2．560位的RAM和兩片SED1520控制器，分別由E1、E2兩個選通信號控制左右兩半屏的顯示。圖形液晶顯示模塊有兩種連接方式：一種為直接訪問方式，另一種為間接控制方式。本系統(tǒng)是采用直接控制方式，該方式將液晶顯示模塊的接口作為存儲器或I／O設(shè)備直接掛接在單片機總線上。該模塊體積小、價格較低且通過該液晶模塊能夠滿足對一般文件夾名、文件名和文件信息的顯示。
1．4 鍵盤模塊
鍵盤模塊是3x3矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)，采用Button按鍵，分別定義了上電、復(fù)位、上翻、下翻、選擇、復(fù)制、粘貼等按鍵，以最少的按鍵實現(xiàn)文件轉(zhuǎn)儲的各種操作。
1．5 C8051F040單片機控制模塊
C8051F040單片機控制模塊是本系統(tǒng)的核心控制模塊。該單片機具有豐富的片內(nèi)資源和強大的控制功能：與8051完全兼容，最大系統(tǒng)時鐘頻率為24 MHz，70％指令的執(zhí)行時間為1或2個系統(tǒng)時鐘周期。豐富的中斷源，擴展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供20個中斷源，一個中斷驅(qū)動的系統(tǒng)需要較少的MCU干預(yù)，因而有更高的執(zhí)行效率，這么多的中斷源完全能滿足本系統(tǒng)的所有外設(shè)。通用串行總線(USB)功能控制器，有8個靈活的端點管道，集成收發(fā)器和1K FIFO RAM；片內(nèi)存儲較大，CIP-51的SFR地址空間可包含多達256個SFR頁，通過SFR分頁，CIP-51MCU可以控制大量用于控制和配置片內(nèi)外設(shè)所需的SFR。串口資源豐富，具有兩個增強型全雙工UART、一個增強型SPI總線和SMBus／I2C。每種串行總線都完全用硬件實現(xiàn)，都能向CIP-51產(chǎn)生中斷，因此需要很少的CPU干預(yù)。這些串總線不“共享”定時器、中斷或端口I／O等資源，可以使用任何一個或同時使用多個。
該模塊的功能是：通過在單片機內(nèi)部開辟一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)緩存兩個U盤之間要轉(zhuǎn)移的文件數(shù)據(jù)，并通過兩個CH375 U盤模塊控制U盤文件的打開、讀取、寫入和關(guān)閉，實現(xiàn)文件數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移工作。該控制單元還可以將外圍鍵盤發(fā)來的中斷信息進行處理，以實現(xiàn)文件的選擇等對單片機的控制。通過控制一個MGLS12232液晶顯示模塊來顯示一些相關(guān)的文件信息。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2．1 外設(shè)控制方式
本系統(tǒng)采用CH375 U盤模塊，該模塊附帶znFAT，單片機上的FAT32文件系統(tǒng)解決方案。從而減少了繁雜的Fat32文件系統(tǒng)方面的編程，由于CH375 U盤模塊配帶文件系統(tǒng)及文件操作子程序，通過單片機主程序調(diào)用比較容易實現(xiàn)文件名、文件信息的液晶顯示，以及文件的選擇與轉(zhuǎn)移操作。
由于C8051F040單片機的中斷資源豐富，并且中斷具有以下優(yōu)點：
1)分時操作。CPU可以分時為多個I／O設(shè)備服務(wù)，提高了計算機的利用率。
2)實時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強。
3)可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)事件的能力，從而使系統(tǒng)的可靠性提高。
綜上所述，本系統(tǒng)的所有外設(shè)鍵盤均采用中斷控制方式，文件轉(zhuǎn)移也用中斷方式控制。這樣C8051F040的系統(tǒng)資源利用效率有了很大的提高。
2．2 文件轉(zhuǎn)儲方案
首先在C8051F040單片機內(nèi)部開辟一個緩沖區(qū)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)存文件時，首先選中一個U盤中的文件，當(dāng)單擊復(fù)制及粘貼按鍵后，會通過中斷自動調(diào)用相關(guān)的程序，想將該文件打開，并讀取文件的數(shù)據(jù)與開辟的緩沖區(qū)中，然后把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存儲到另一個U盤相應(yīng)目錄下的新建的同名文件中。
系統(tǒng)總流程圖如圖3所示。系統(tǒng)上電后，對C8051F040單片機內(nèi)部開辟的緩沖區(qū)進行初始化，并使液晶屏顯示初始界面，之后進入等待U盤插入的狀態(tài)，當(dāng)?shù)却欢螘r間后，若沒用U盤插入，則顯示“請插入U盤”的提示信息。當(dāng)U盤個數(shù)為一個或兩個時，開始讀取U盤信息，并在液晶屏上顯示基本的U盤信息。之后，C8051F040單片機等待鍵盤操作，根據(jù)鍵盤輸入的編碼調(diào)用相應(yīng)的中斷程序，處理完后，繼續(xù)等待鍵盤的中斷信號。
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