1應(yīng)用領(lǐng)域背景
　　隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的嵌入式控制器獲得了日益廣泛的應(yīng)用。一些傳統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備已經(jīng)為新型的大容量、智能化的輸入輸出設(shè)備所取代。U盤以其容量大、體積小、價(jià)格便宜的眾多優(yōu)點(diǎn)成為了最新的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。目前在個(gè)人計(jì)算機(jī)上U盤已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的軟盤成為廣泛使用的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)。
　　工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般都需要數(shù)據(jù)采集器來(lái)完成各類數(shù)據(jù)采集任務(wù)。在很多實(shí)際應(yīng)用中，往往要求數(shù)據(jù)采集器具有工作可靠、成本低廉、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)便于收集和計(jì)算機(jī)分析等特點(diǎn)。如果能在嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)功能，那么嵌入式數(shù)據(jù)采集器就能像PC機(jī)一樣方便靈活地利用U盤這類USB存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。但是U盤和其他的USB設(shè)備一樣。是通過(guò)PCI總線與PC機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線相接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，這樣在一些相對(duì)簡(jiǎn)單的微控制器中將無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)U盤的操作。本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的模塊就是為了將U盤應(yīng)用在PC機(jī)不適合的場(chǎng)所而設(shè)計(jì)的。
　　2 設(shè)計(jì)摘要
　　針對(duì)現(xiàn)在Ｕ盤無(wú)法脫離PC機(jī)使用的局限性，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)許多嵌入式系統(tǒng)沒(méi)有提供USB接口和文件系統(tǒng)操作功能，本模塊使用PIC32 Starter KitsⅡ通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)對(duì)U盤的操作。包括數(shù)據(jù)文件的寫(xiě)入、讀取以及文件目錄的創(chuàng)建和刪除等。
　　3系統(tǒng)框圖
　　本系統(tǒng)硬件主要包括PIC32 Starter KitsⅡ?yàn)橹醒肟刂破鳎琔SB設(shè)備如U盤等為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，嵌入式設(shè)備為一些工控設(shè)備。其系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。
　　
　　圖3-1系統(tǒng)架構(gòu)圖
　　本系統(tǒng)軟件工作流程如圖3-2，可以執(zhí)行各種規(guī)定的操作，如：打開(kāi)、新建、刪除文件等。USB接口系統(tǒng)PIC32 Starter KitsⅡ是整個(gè)系統(tǒng)的核心，用來(lái)控制USB總線接口和U盤進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)交換。它可以被看作是一個(gè)硬件、固件和軟件的綜合體。
　　
　　圖3-2工作流程圖
　　4系統(tǒng)原理和技術(shù)特點(diǎn)
　　系統(tǒng)原理：
　　本設(shè)計(jì)采用PIC32 Starter KitsⅡ作為主機(jī)系統(tǒng)，并采用MAX3232芯片設(shè)計(jì)3.3V到5V電平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的硬件體系。
　　1）PIC32 Starter KitsⅡ硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介
　　PIC32MX 單片機(jī)（MCU）是一款基于MIPS? Technologies的M4K? 內(nèi)核的復(fù)雜片上系統(tǒng)。M4K? 是最新型的32位低功耗RISC處理器內(nèi)核，采用了增強(qiáng)型MIPS32? Release 2指令集架構(gòu)。
　　主要特性
　　? 最高可達(dá)到1.5 DMIPS/MHz 的性能
　　? 可編程預(yù)取高速緩存存儲(chǔ)器，以增強(qiáng)閃存中的執(zhí)行效率
　　? 16位指令模式（MIPS16e），用于緊湊型代碼
　　? 帶有63個(gè)優(yōu)先級(jí)的向量中斷控制器
　　? 可編程的用戶和內(nèi)核工作模式
　　? 可對(duì)外設(shè)寄存器執(zhí)行原子級(jí)位操作（單周期）
　　? 乘法/除法單元，最高指令發(fā)出速率為每個(gè)時(shí)鐘一條32 × 16 乘法指令
　　? 高速Microchip ICD 端口，具有基于硬件的非侵入式數(shù)據(jù)監(jiān)視和應(yīng)用程序數(shù)據(jù)流功能
　　? EJTAG調(diào)試端口，支持廣泛的第三方調(diào)試、編程和測(cè)試工具
　　? 指令控制的功耗管理模式
　　? 5 級(jí)流水線指令執(zhí)行
　　? 內(nèi)部代碼保護(hù)，以幫助保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)
　　2）如圖4-1電平轉(zhuǎn)換電路原理圖，實(shí)現(xiàn)3.3V到5V的電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)RS232通信。