2022年用VSDIYMP播放器原创制作 .pdf

更多应用请关注： http:/ 目录中文摘要英文摘要1. 引言.1 2. 课题研究背景.2 2.1 国内外的研究现状.2 2.2 课题研究的意义.3 3. 课题研究内容.4 3.1 研究主要内容.4 3.2 主要方案选择.4 4. 主要器件的原理及应用.5 4.1 主控制器MCU.5 4.1.1 ATmega32L性能.5 4.1.2 引脚说明.6 4.1.3 AVR CPU 内核.8 4.1.4 SPI 串行外设接口.10 4.1.5 C语言初始化程序和SPI 传输程序.13 4.2 USB 总线接口芯片CH375.14 4.2.1 概述.14 4.2.2特点.14 4.2.3 接口说明.15 4.2.4 主机模式下的使用方法.18 4.2.5 初始化 U盘 C语言程序.19 4.3 音频解码芯片VS1003.20 4.3.1 VS1003 特性.20 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 4.3.2 VS1003概述.21 4.3.3 VS1003通信模式.22 4.3.4 VS1003 C语言初始化程序.24 5. 整体方案的实现.26 5.1 方案结构框图.26 5.2 设计流程图.28 5.3 软件实现方法.29 5.4 系统电路原理图.31 5.5 解码板电路图.33 6. 结 束 语.34 致谢.错误！未定义书签。参考文献.35 附录.错误！未定义书签。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ I 车载数字音源的设计摘要本设计部分采用苹果公司最初IPOD设计的方案，以美国ATMEL 公司的 AVR芯片作为主控制器，芬兰 VLSI 公司的 VS1003作为音频解码芯片，南京沁恒公司的 CH375作为 USB设备接口芯片，以优 盘 、 SD /TF卡 作为 媒体 存 储介 质 ，NOKIA（诺 基亚 ） 3510i手 机 的 4096 色彩屏 作为 显 示屏 ， 来完 成 音 乐 播放 器的 功 能 。 该 设 计 具 有 五 按键 操 作 界 面 ， 界 面 显 示 友 好 ， 支 持 MP3、WMA 、 WAV和 MID 四 种 音 乐 格式，同 时 支持 文件 夹 和音 乐 文件 的中 文 显示 。该 系统 支 持 FAT16 和 FAT32 文 件 系统 ，支 持大 容 量 SD/TF 卡 和 优 盘 ，支持 高保 真 立体 声耳 机 输 出。经 过 实 际测 试 ， 和 现 有 的 汽 车音 响 系 统 相比 ：该 设计 性 能 稳 定 ， 功 耗 较 低 ， 声 音 亮丽 ， 低 音 淳厚 ， 支 持 优 盘 、 SD /TF卡 的 读 写 ，给汽 车 音 响 的设 计 带来 新 的 思 路 ，给 驾 驶者 提供 全 新 的 音 乐体 验。关键词 ATmega32L/VS1003/CH375 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ II The design of the Car Digital Audio ABSTRACT The design uses the ATmega32L of AVR Series produced by the American ATMEL company as Master and uses the VS1003 produced by Finnish VLSI company as Audio decoder chip, uses CH375 produced by Nanjing Heng Qin company as Interface chip of USB devices, uses SD / TF cards as the storage medium-media, uses the 4096 color display screen of NOKIA (Nokia) 3510 Mobile phone as display screen To complete the car digital music player functions. It has 5 Keyboards operation interface, Friendly interface, supports folders and files to show the Chinese，chooses to play music file in any document,supports MP3 、 WMA 、 Wav MID the 4 Music format.it Supports FAT16 and FAT32 file system and doesn t have Restrictions on capacity of The SD / TF cards and USB.it Supports exports of hi-fi stereo headphones and has good sound quality,at the same time it can provide 1.5 W power larger output. it uses low-power chips and has optimization on software,so It has Lower power consumption. KEY WORDSATmega32L ，VS1003，CH375 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ III PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 1 1 引言现有汽 车收放 机大多为 带 AM/FM功能的 磁带 机，CD/DVD机， 而今 ，随着 现代存储 技术 的飞速发展 ，便携 的数字 存储设备 已经成 为主 流；同时 廉价 、高品质、档案小的 MP3格式音 乐的大量出现 ，再加上 MP3很容易在 Internet上散布 ，MP3将取代 磁带 和 CD而成为新世纪 的主 流音乐格 式， 对汽车来说更 是一个 最完美的音乐格 式。MP3汽车音 响的时代已 经来临了 ，汽车音 响业也纷纷推 出具 备 MP3播放功 能的 汽车音 响主机 , 快速 接收 CD在汽车内生存的空间 。特别是近期USB HOST MP3 解码模 块产品 的出现，完善了 MP3播放功 能的 汽车音 响主机 在 USB方向的空白 。该方案 提供 一个 主 USB接口，插上 U盘即可 播放U 盘里的 MP3文件 、可广泛 应用 于家 用音 响/ 音箱，公共广 播系统 ，车载 CD ，恶劣环境 中需要播放 音乐的场合等等 。目前 关于音频接口的设计虽然 比较 多，但功能比较 单一 ，而且 用于车载的数字音频接口 还比较 少。文中提出 了车载的数字音频接口的新概念，为现有 通用 存储设备 提供 了解决方案 。车载的数字音频接口为MMC/SD记忆 卡、U 盘、移动硬盘、ATA接口 硬盘和 CD-ROM 提供 接口 支持。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 2 2. 课题研究背景2.1 国内外的研究现状(1) 汽车收放 设备 与存储 设备 缺少通用的接口通过对 网上的汽车音 响板块 中的热卖产品 和全球阿里巴巴 中的各厂 家求购 Car Audio所列 出的要 求来看， 能够读取硬 盘和更多数字存储 设备的车载 播放 设备 越来越引起商 家和消费 者的青睐 。(2) 汽车收放 设备数字化程度不高从磁带 机， 到 CD机都是模拟控制， 这样 的设计 对于 长时间的恶劣 工作环境下，很不稳定容 易老化或出现 机械故障 ，容易受到 外界各种因素 的干扰 。而数字化的设计 不仅灵活 性好，功能强大，抗干扰 性能更 是模拟设备 无法比拟。数字化将是产品 走向未来市场的必然趋势 。(3) 对于 充分利用手上存储 设备的 流行解 决方案方案 一： 用转接器 直接将 MP3播放 器的输 出连接到汽车录音座，然后从 汽车音 响的喇叭播放出来 . 这种作法，音响面 板接了好几条线 ，看起 来就挺难受 的，转接器 硬体设备 在车室里该怎么安置 , 也是个 问题 。方案 二：一种蛮便宜的 FM频道无线 发射器，作法 基本都很类似 ，将 FM频道无线 发射器插入您 的 MP3播放 器的 耳机插孔，找一个 没有被占 用的 收音机频 率，MP3播放器的输 出便透过无线 发射器传到车载 收放 机或任何 音响系统 的 FM频道播放 ，像是自己架 设了一个 自制音 乐节目，完全 没有广告的电台 一样。使用 这种方法 在车内 播放MP3 非常 方便，特 殊的一点是 MP3 播放 器和FM 发射器都是Portable可携 带式的， 对于 出租车旅行的 朋 友来 说也十分方 便。找不到 空余的FM频道也许会 是个 问题 ，音 质对于 非常讲究 的音 响迷而言也不是很 好，收音机会受到 外界的杂音干扰 ，静电 的问题都 会存在，这算是一个便 宜方便虽然 不太完美的解 决方式。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 3 2.2 课题研究的意义(1) 提高现有存储设备的 利用率数字音频接口设计正好为 MMC/SD 记忆 卡、U盘、移动硬 盘、ATA接口 硬盘和CD-ROM提供 接口 支持。 为这些存储 设备 提供 便利，不仅 如此 ，她还可 以成为硬盘转 USB的接口， MMC/SD 记忆 卡的读卡 器， 将各种设备的文件 相互拷贝 。(2) 充分利用网络资 源MP3更重要的 价值是由于其档案小， MP3格式的音 乐很容易在 Internet上散布。我们 可以利用便携 的存储 设备 直接到网上 下载， 如果不考虑 版权问题 ，可以随心所欲听 自己 喜爱 的歌曲 ，这样 既可以避免 很多 CD碟片带来 的体积与美观问题，更能 节约成本， 可谓一举多得。(3) 完善数字 技术在 汽车收放 机上的应用在数字 技术飞速发展的今天，模拟式的 媒体播放 设备 已经逐渐 被淘汰 ，而车载媒体播放 器， 现在大多数 都还是 磁带 式或比其稍微 高级的 CD播放 器， 市场上能够读取硬 盘或 U盘的设备 甚少， 更没有能够读取多种流行便携 存储 设备的车载播放 器。数字音频接口的设计从存储设备的 兼容性出发，为完善车载 播放 器的数字化 领跑 ，带动车载 播放 器数字化的 迅速发展 。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 4 3 课题研究内容3.1 研究主要内容a) 彩色 液晶 的驱动b) USB 主控器接口的开发c) 方案的 扩展MMC/SD 接口的 开发3.2 主要方案选择（1）方案 中的 MCU 主控器芯片 选用 ATMEL公司的 ATmega32L ，这是一 款很特别的多接口芯片 , 而且在 接口设计方 面的表现很优秀。MMC/SD 卡和解码芯片的数据的读取和写入均采用的 是 ATmega32L内部自带的主 从 SPI 控制器 。关于 SPI控制 将在 下面章节里详细 介绍。（2）方案 中的 USB设备接口芯片选用南京沁恒公司的CH375 ，CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持 HOST主机方式和SLAVE设备方式 。在本地端 ，CH375 具有 8 位数据总线和读、写、片选控制 线以及中断输出，可以方 便地挂 接到单片机 /DSP/MCU等控制器的 系统 总线上。在 USB主机方式下， CH375还提供 了串行通信方式，通过串行输 入、串行输 出和中断输出与单 片机 /DSP/MCU 等相连接。CH375的 USB主机方式 支持 各种常用的 USB全速设备，外部 单片机 /DSP/MCU可以通 过 CH375按照相应的 USB协议 与 USB设备通信 。(3) 方案 中的语音解码芯片采用芬兰公司VLSI 的 VS1003，是目前 解码 效果甚佳 的 DSP核的解码器， LQFP48小型封装 ，支持 解码音 乐格 式包括 MP3 、WMA 、WAV 、MIDI、P-MIIDI ，编码格式 IMA ADPCM （单声道） 。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 5 4. 主要器件的原理及应用4.1 主控制器 MCU 4.1.1 ATmega32L 性能ATmega32L是一 款高性能 、低功耗 的 8 位 AVR 微处理器 具有 先进 的 RISC 结构 ，内核 具有 丰富 的指令集 和 32 个通用 工作寄存器，所有的寄存器直接与算术逻辑 单元(ALU) 相连接，使得一条指令 可以在一个 时钟周 期内同时 访问两个独立的寄存器。这种结构 大大提高 了代 码效率，并且具有比 普通的 CISC微控制器有最高至 10 倍的数 据吞吐 率。其性能 如下：131 条指令大多数 指令执 行时间为单个 时钟周 期；32 个 8 位通用 工作寄存器 ；工作于 16 MHz 时性能 高达 16 MIPS ；只需两个时钟周 期的硬件乘法器；2K 数据存储 器和 32K 字节的系统 在线可编程 Flash ；具有 独立锁定位的可选 Boot 代码区，通 过片上 Boot 程序 实现系统 内编程；JTAG 接口 ( 与 IEEE 1149.1 标准 兼容 ) 符合 JTAG 标准 的边界扫描 功能；两个具有独立预分频器和 比较 器功能的 8 位定时 器 / 计数器 ；一个 具有预分频器 、比较功 能和 捕捉 功能的 16 位定时 器 / 计数器；具有 独立振荡 器的 实时 计数器 RTC；8 路 10 位 ADC；可编程的串行 USART 可工作于主机 / 从机模式的 SPI 串行接口 ；具有 独立片内 振荡 器的 可编程看门狗 定时 器 ；片内模 拟比较 器 ；PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 6 a) 特殊的处理 器特点：上电复位以及可编程的 掉电检测 ；片内 有可校准 的 RC 振荡 器；片内 / 片外 中断源 ；6 种睡眠 模式 : 空闲模式 、ADC 噪声抑制模式 、 省电模式 、掉电模式 、Standby 模式以 及扩 展的 Standby 模式；b)I/O 和封装：32 个可 编程的 I/O 口 ；40 引脚 PDIP 封装 , 44 引脚 TQFP 封装 , 与 44 引脚 MLF 封装；c) 工作电压 : ATmega32L ：2.7 - 5.5V ATmega32 ：4.5 - 5.5V 掉电模式 : 1 A 4.1.2 引脚说明VCC 电源GND 地端口 A(PA7.PA0) 端口 A 为 8 位双向 I/O 口， 具有 可编程的内部 上拉电阻。其输出缓冲 器具有对称的驱动特性， 可以输 出和吸收大 电流。作为输 入使用时，若内部 上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时 将输出电流。 在复位过程中，即系统时 钟还未起 振，端口 A 处于高阻状态 。端口 A 也做为 A/D 转换器的模 拟输入端。端口 B(PB7.PB0) 端口 B 为 8 位双向 I/O 口， 具有 可编程的内部 上拉电阻。其输出缓冲 器具有对称的驱动特性， 可以输 出和吸收大 电流。作为输 入使用时，若内部 上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时 将输出电流。 在复位过程中，即系统时 钟还未起 振，端口 B 处于高阻状态 。端口 B 也可 以用 做 ISP 编程及计数器输 入端。端口 C(PC7.PC0) 端口 C 为 8 位双向 I/O 口，具有 可编程的内部 上拉电阻。其输出缓冲 器具有对称的驱动特性， 可以输 出和吸收大 电流。作为输 入使PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 7 用时，若内部 上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时 将输出电流。 在复位过程中，即系统时 钟还未起 振，端口 C 处于高阻状态 。如果 JTAG接口使能， 复位后出现引脚 PC5(TDI) 、 PC3(TMS)与 PC2(TCK) 的上拉电阻被激活。端口 C 也可 以用 做TWI接口 及 RTC的时钟输入端。端口 D(PD7.PD0)端口 D 为 8 位双向 I/O 口，具有 可编程的内部 上拉电阻。其输出缓冲 器具有对称的驱动特性， 可以输 出和吸收大 电流。作为输 入使用时，若内部 上拉电阻使能，则端口被外部 电路拉低时 将输出电流。在复位过程中，即系统时 钟还未起 振，端口 D 处于高阻状态 。端口 D 也可 以用 做 USART接口 及 PWM 输出端。RESET 复位输入引脚 。持 续时间超过最小门限 时间的低电平将引起 系统 复位。XTAL1 反向振荡 放大器与片内 时钟操作电路的输入端。XTAL2 反向振荡 放大器的输 出端。AVCC AVCC是端口 A 与 A/D 转换器的 电源。不使用 ADC时，该引脚应 直接与 VCC连接。使用 ADC时应通 过一个 低通滤波器与 VCC 连接。AREF A/D 的模 拟基准输入引脚 。引脚 排布如图 4-1 所示：PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 8 图 4-1 引脚排布图4.1.3 AVR CPU 内核AVR 单片机内核 如图 4-2 所示: PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 9 图4-2 AVR 内核为了获得最高的性能以 及并行性， AVR 采用了 Harvard 结构 ，具有 独立的数据和程序 总线。程序 存储 器里的指令 通过一级流水线运行。CPU 在执行一条指令的同时读 取下一条 指令( 在本文 称为预取) 。这个概念实现 了指令 的单时钟周期运行。 程序 存储 器是可 以在线编程的 Flash 。 快速 访问寄存器包括 32 个 8 位通用 工作寄存器， 访 问时间为一个 时钟周 期。从而实现 了单 时钟周 期的 ALU 操作。在典型的 ALU 操作中，两个位于寄存器 中的操作数 同时 被访问，然后执行运算，结果再被送回 到寄存器。整个过程仅需一个 时钟周 期。所有寄存器里有 6 个寄存器可以用作 3 个 16 位的间接寻址寄 存器指针 以寻址 数据空间 ， 实现高 效的地址运 算。其中一个 指针 还可 以作为程序 存储 器查询 表的地址指针 。这些附加的功能寄存器即为 16 位的 X、Y、Z 寄存器。ALU支持 寄存器之间以及寄存器和常数之间的算术和逻辑运 算，ALU也可以执行单寄存器操作，运算完成 之后状态寄存器的内 容得到更新以反映操作结果。 程序 流程通 过有 / 无条 件的 跳转指令 和PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 10 调用指令 来控制， 从而直接寻址整 个地址空间。大 多数 指令 长度为 16 位，亦即每个程序 存储器地址都包含一条 16 位或 32 位的指令 。程序 存储器空间 分为 两个区：引导程序 区(Boot 区) 和应用程序 区。这两个区都有专门的锁定位 以实现读 和读/ 写保 护。用于写应用程序 区的 SPM 指令 必须位于引导程序 区。 在中断和调用子程序 时返回地址的程序计数器(PC) 保存 于堆栈之 中。堆栈 位于通用数 据 SRAM ，因此其深度仅受 限于 SRAM 的大小。在复位时用户首 先要初始化 堆栈 指针 SP 。这个指针位于 I/O 空间 ，可以进行读写访问。数据 SRAM 可以通 过 5 种不同的寻址 模式 进行访问。 AVR 存储 器空间 为线性的 平面结构 。AVR有一个灵活 的中断模块。控制 寄存器位于 I/O 空间 ，状态寄 存器里有全 局中断使能 位，每个中断在中断向量表里都有独立的中断向量。各个中断的优先级与其在中断向量表的位置有关，中断向量地址越低，优先级越高。I/O 存储器空间 包含 64 个可 以直接寻址 的地址，作为 CPU 外设的控制 寄存器、SPI，以及其 他 I/O 功能。映射到 数据空间即 为寄存器之后的地址 0 x20 - 0 x5F。4.1.4 SPI 串行外设接口ATmega32L SPI 的特点 如下：全双工，3 线同步数据传输 ；主机 或从机操作；LSB 首先发送或 MSB 首先发送；7 种可编程的 比特率；传输 结束中断标志 ；写碰撞 标志检测；可以从闲置模式 唤醒 ；作为主机 时具有 倍速模式 (CK/2) ；SPI 内部方 框图如图 4-3 所示：PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 11 图 4-3 SPI内部方 框图主机和 从机之间的 SPI 连接如图 4-4 所示。系统包括两 个移 位寄存器和 一个主机 时钟发生器。通过将从机的 SS 引脚 拉低，主机 启动一 次通讯过程。主机和从机将需 要发送的数 据放入相应的 移位寄存器。主机 在 SCK 引脚 上产生 时钟脉冲以交换数据。主机的数 据从主机的 MOSI 移出，从从 机的 MOSI 移入；从机的数据由 从机的 MISO 移出，从主机的 MISO 移入。主机通 过将从机的 SS 拉高实现与从机的 同步。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 12 图 4-4 主机和 从机之间的 SPI 连接图配置为 SPI 主机 时， SPI 接口 不自 动控制 SS 引脚，必须由用户软 件来处理。对 SPI 数据寄存器写入数据即启动 SPI 时钟， 将 8 比特的数 据移入从 机。传输 结束后 SPI 时钟停止 ，传输 结束标志 SPIF 置位。如果此时 SPCR 寄存器的 SPI 中断使能 位 SPIE 置位，中断就会发生。主机 可以继续往 SPDR 写入数据以移位到从机中去，或者是将 从机的 SS 拉高以说明数 据包发送完成。最后进来的数 据将一直保存 于缓冲寄 存器里。配置为从机时，只要 SS 为高，SPI 接口 将一直保持 睡眠状态 ， 并保持 MISO为三态。在这个状态 下软件可以更 新 SPI 数据寄存器 SPDR 的内 容。 即使此时SCK 引脚 有输入时钟，SPDR 的数 据也不会移出，直至 SS 被拉低。 一个 字节完全移出之后，传输 结束标志 SPIF 置位。如果此时 SPCR 寄存器的 SPI 中断使能 位SPIE 置位， 就会产生 中断请求。 在读取移 入的数据之前从机可以继续往 SPDR 写入数据。最后进来的数 据将一 直保存于缓冲寄 存器里。SPI 系统 的发送方向只有一个 缓冲 器，而在 接收方向有两个缓冲 器。也就是说，在发 送时一定要等到移位过程全部结束后才能 对 SPI 数据寄存器执行写操 作。而在 接收数据时，需要在下一个 字符移位 过程结束之 前通过 访问 SPI 数据寄存 器读取当前接收到 的字符。否则第一个 字节将丢失。工作于 SPI 从机模式 时，控制 逻辑 对 SCK 引脚的输入信 号进行采 样。为 了 保证对 时钟 信号的 正确采 样， SPI 时 钟不能 超过fosc/4 。SPI 使能 后，MOSI 、MISO 、SCK 和 SS 引脚的数 据方向将 按照图 4-5所示自动进行配置。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 13 图 4-5SPI 引脚的 配置图4.1.5 C 语言初始化程序和SPI 传输程序void spi_init(void) /SPI P初始化 DDRB=0 xbb; /SI输入，SO ，SCK ，SS输出 SPCR = 0 x53; /setup SPI SPSR = 0 x00; /setup SPI void Write_Byte_SPI(unsigned char byte) /发送一个 字节 SPDR = byte; while (!(SPSR & (1SPIF); unsigned char Read_Byte_SPI(void) /接收一个 字节 SPDR = 0 xFF; while (!(SPSR &(1SPIF); return SPDR; PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 14 4.2 USB 总线接口芯片CH375 4.2.1 概述CH375 是一个USB 总 线 的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE 设备方式 。在本地端 ，CH375 具有 8 位数据总 线和读、写、片选控制 线以及中 断输出，可以方 便地挂 接到单片机 /DSP/MCU/MPU等控制器的系统 总线上。在 USB 主机方式下， CH375还提供 了串行通 讯方式，通过串行输 入、串行输 出和中断输出与单 片机 /DSP/MCU/MPU 等相连接。CH375 的 USB 设备方式 与 CH372 芯片 完全 兼容，CH375 包含了 CH372 的全部功能。CH375 的 USB主机方式 支持 常用的 USB全速设备，外部 单片机 可以通 过CH375按照相应的 USB 协议 与 USB 设备通 讯。 CH375 还内置了处理 Mass-Storage 海量存储 设备的 专用通 讯协议 的固件，外部 单片机 可以直接以 扇区为基本单位读写常用的 USB 存储 设备（包括 USB 硬盘/USB 闪存盘/U 盘） 。4.2.2 特点 全速 USB-HOST 主机接口， 兼容 USB V2.0，外 围元器件 只需要晶体和电容。 全速 USB 设备接口， 完全 兼容 CH372 芯片， 支持 动态切换主机 与设备方式 。 主机 端点输 入和输 出缓冲区 各 64 字节，支持 常用的 12Mbps 全速 USB 设备 。 支持 USB 设备的控制传输、批量传输、中 断传输 。 自动检测 USB 设备的 连接和 断开 ，提供 设备 连接和 断开的事件通 知。 内置控制传输的 协议 处理 器，简化常用的控制传输。 内置固件处理 海量存储 设备的 专用通 讯协议 ，支持Bulk-Only传输 协议 和SCSI、UFI、RBC 或 等效命令集 的 USB 存储设备（包括 USB 硬盘/USB 闪存盘/U 盘） 。 通过 U 盘文件 级子程序 库实现 单片机读写 USB 存储 设备 中的文件 。 并行接口 包含 8 位数据总 线，4 线控制： 读选通、写选通、片选输入、中 断输出。 串行接口 包含串行输 入、串行输 出、中 断输出，支持 通讯波特率动态调整。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 15 支持 5V 电源电压和 3.3V 电源电压，CH375A 芯片 还支持低功耗 模式 。 采用 SOP-28 封装，可以提供 SOP28 到 DIP28 的转换板。CH375的引脚 排布图如图 4-6 所示：图 4-6引脚 排布图4.2.3 接口说明CH375 的 USB主机方式 支持 并行接口和串行接口。 在 USB主机方式下， CH375支持 各种常用的 USB全速设备，外部 单片机 需要编写固件程序 按照相应的 USB 协议与 USB设备通 讯。但是对于USB存储设备， CH375 内置了相关协议，通常情况下，外部 单片机 不需要编写固件程序， 就可以直接通 讯。1并行接口并口信 号线包括 ：8 位双向数据总线 D7D0、读选通输 入引脚 RD# 、写选通输入引脚 WR# 、片选输入引脚 CS#、中断输出引脚 INT# 以及地址输入引脚 A0。通过被动并行接口，CH375芯片 可以很方便地挂 接到各 种 8 位单片机、DSP 、 MCU 的系统 总线上，并且可 以与多个外围器件 共存。CH375 芯片的 CS# 由地 址译码电路PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 44 页 - - - - - - - - - 更多应用请关注： http:/ 16 驱动，用于当单片机 具有 多个外围器件 时进行设备 选择。INT#输出的中断请求是低电平有效，可以连 接到单片机的 中断输入引脚 或者普通 I/O 引脚， 单片机 可以使用 中断方式 或 者查询方式 获知中断请求。对于 类似Intel 并口时序的 单片机， CH375 芯片的 RD# 引脚和 WR# 引脚 可以分 别连接到单片机的 读选通输 出引脚和写选通输 出引脚 。对于 类似 Motorola并口时序的 单片机， CH375 芯片的 RD#引脚应 该接低电平， 并且 WR# 引脚 连接到单片机的 读写 方向输出引脚 R/-W。 CH375 芯片 占用两个地址位，当 A0 引脚为 高电平时选择命 令端口，可以写入新的命令，或者读出中 断标志；当 A0 引脚为 低电平时选择数据端 口，可以读写 数据。2. 串行接口串行接口 只能用 于 USB 主机方式，CH375 芯片的 USB 设备方式 不支持串口 。串口信 号线包括 ：串行数 据输入引脚 RXD 、串行数 据输出引脚 TXD 、中 断输出引脚 INT#。通过串行接口， CH375 可以用最 少的连线 与单 片机 、DSP 、MCU 进行较远距离 的点 对点连接。CH375 芯片的 RXD 和 TXD 可以分别连接到单片机的串行数据输出引脚和串行数 据输入引脚。INT# 输出的中断请求是低电平有效，用于通知单片机 。CH375 的串行数 据格式是 1 个起始位、9 个数据位 、1 个停止 位，其中前 8 个数据位 是一个 字节数据，最 后 1 个数据位是命令标 志位。第 9 位为0 时，前 8 位的数 据被写入 CH375芯片 中，第 9 位为 1 时，前 8 位被作为 命令码写入 CH375 芯片 中。CH375 的串行通 讯波特率默认 是 9600bps，单片机 可以随时通过 SET_BAUDRATE 命令选择合适的通讯波特率。3其它CH375 芯片的 ACT# 引脚用 于状态指 示。 在内置固件的 USB 设备方式下，当USB设备 尚未配置或 者取消配置后 ， 该引脚输 出高电平；当 USB设备 配置完成后，该引脚输 出低电平。在 USB 主机方式下，当 USB 设备 断开 后，该引脚输 出高 电平；当 USB 设备 连接后，该引脚输 出低 电平。CH375的 ACT# 引脚 可以外接串 了限流电阻的发光二级管 LED，用 于指示相 关的 状态 。CH375 芯片的 UD+ 和 UD-引脚是 USB 信号线，工作于 USB 设备方式