USBHost总线解决设计方案文档格式.docx
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4.2管脚定义
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案模块提供了与用户相关的三个接插接口，分别J1、J6和USB-B1。
（J7是为接JTAG仿真用，用户可以不用关心。
）实物图如图1和图2所示，分别说明如下。
图1ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案实物图
图2转接王1型实物图
J1—与用户系统总线接口
用于通过访问双口RAM实现与用户系统交互的接口，如图3所示。
图3MasterJ1接口示意图
该接口5个管脚定义如表1所示。
管脚号
描述
1
INTR
13
AR11
25
DR4
2
BUSYR
14
AR10
26
DR5
3
AR1
15
AR13
27
DR2
4
AR0
16
AR12
28
DR3
5
AR3
17
AR15
29
DR0
6
AR2
18
AR14
30
DR1
7
AR5
19
SEMR
31
GND
8
AR4
20
CER
32
VCC+5V
9
AR7
21
RDR
33
10
AR6
22
WRR
34
11
AR9
23
DR6
12
AR8
24
DR7
表1MasterJ1接口定义
上表中，有关管脚定义如下：
1.AR0－AR15：
地址总线；
2.DR0－DR7：
数据总线；
3.INTR、BUSYR、SEMR、CER、RDR、WRR：
系统控制线；
●INTR为双端口RAM向用户MCU提供的外部中断；
●BUSYR用于双端口RAM忙指示（目前未使用）；
●SEMR用于信号量同步，需要上拉到高电平；
●CER与SEMR用于实现片选；
●RDR与WRR分别用于读写操作。
4.31、32管脚未使用；
5.33与34分别为GND和VCC-5V。
有关连接方式见参考电路图[EvalSch.pdf]。
在本系统的实现中，目前使用到的管脚是：
INTR、CER、SEMR、RDR和WRR。
BUSYR目前未使用，可以不接。
特别地，建议用户将INTR连接到用户系统MCU的外部中断管脚，并使用外部中断。
注意，使用中需要将SEMR拉高（始终拉高即可）以确保读取操作正常。
J6－2.00mm间距的USB接口
J6的接口定义与USB-B1是完全相同的，设置J6只是针对用户无法使用板上USB母插座时，将USB线连接到用户板上，由用户在自己的板上决定USB母插座的位置（或者使用连接直接连接到固定在面板上的USB母插座上）。
USB-B1－标准USB接口
USB-B1为标准USB接口，用户焊接A类USB母插座。
用户可以根据需要（用户产品的外壳定义等）决定是否使用该插座。
如果不使用该插座可以将USB-B1悬空，通过J6将USB接口连接到用户板上。
4.3接口使用
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案通过双口端口RAM,直接通过总线与用户的单片机系统相连。
因此，就用户单片机系统而言，ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案表现为一个外置的RAM，而该RAM中的部分区域不能使用、部分区域被用作协议命令和数据的交互，剩余的部分可以由用户自行控制使用。
有关双端口RAM中区域的划分如图所示：
其基地址为0x40000000.
图4ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案上双口RAM内存区域分配软件开发
在双端口RAM中，区域分配如下：
●0x0000-0x0007共8字节用于存放系统命令/响应；
●0x0008-0xFFF7共65520字节用于存放数据部分；
●0xFFF8-0xFFFD共6字节保留；
●0xFFFE-0xFFFF区域的2个字节被用作系统协议交互指示，用户不可用于数据存放。
用户系统与ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统的协议交互分为2种：
命令和响应。
命令由用户系统发往ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统，而响应为相反方向，由ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案发往用户系统。
命令和响应都有可能有数据部分（也可以没有数据部分，见《HostModule系统协议v2.0》）。
命令的数据部分存放于CommandData中。
5.工作指示灯说明
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案模块提供了6个LED：
D1—D6，来指示系统状态。
其中D6为电源指示，系统通电后，D6即点亮。
D5为系统调试用。
D1—D4联合指示系统状态。
目前只使用了D1与D2。
D3与D4尚未定义
●当系统加电时，首先是D6指示灯点亮，表明系统已经加上电了，紧跟着D1与D2灯同时被点亮，这时系统正在进行自检和初始化，完成后，D1与D2同时关闭。
该自检过程很快，应当在300ms以内完成，如果D1与D2同时点亮时间超过1s即说明Master板出现故障。
●当系统正常启动完成之后，再插上USB磁盘，如果磁盘被成功识别，则D1灯被点亮，并且保持点亮。
直到把USB磁盘拔出才关闭。
如果盘不能被识别，则D1灯不停的闪烁。
●当串口有命令成功发给ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案模块时（ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案成功接收并识别出命令），D2将被点亮，然后ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案执行该命令，命令执行完成，发回响应后，D2关闭。
由于系统对不同的命令执行时间不同，D2点亮的时间长短也不定。
●系统正常启动后（上述自检完成后），插入USB磁盘，当系统检测到USB磁盘中存在合法的升级文件时，系统将不会点亮D1，而是点亮D2，并开始升级，待升级完成后，（如何升级见《Master使用指南》）关闭D2。
6.软件开发
6.1概述
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统是一个完整的单片机系统，该系统通过双端口RAM实现与用户单片机系统的命令和数据通信。
如下图所示：
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统
用户单片机体系统
双端口RAM
Data
Command
USB总线
传感器
图5ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案与用户系统集成示意
ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统工作于命令/响应方式下（在协议中响应也被称为命令），由用户系统发出命令，ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统在根据该命令进行相应处理后，向用户系统返回相关的响应，该命令即完成。
一个命令必须在前一命令完成并返回响应后才能再发送给ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统。
这一过程根据需要重复进行，以此实现整体系统的工作。
有关协议命令的定义参见《HostModule系统协议v2.0》。
集成后的系统工作方式如下：
●用户系统将命令写入双端口RAM的Command区域。
●如果有数据则将数据写入DataBuf区域。
●向ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案端发送命令消息。
●ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案收到命令消息后，即处理Command区域的命令。
●ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案完成命令后，将响应写入Response域。
●向用户系统发送响应消息。
至此，一次命令执行完毕。
下面的实现就是基于上述过程来说明的。
系统命令/响应消息用于在用户系统或ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统将要发出的命令或响应及相应数据准备好后，通过对方（Master或用户系统）命令或响应已经准备完毕，可以开始执行的消息。
该消息通过向双端口RAM的0xFFFE或0xFFFF地址写数据来完成。
该消息通过中断方式来实现，即：
对用户系统而言，当向0xFFFE写入数据时，即为通知ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案有命令待执行（ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统会产生一个中断）。
当ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统完成命令后，准备好响应，然后会在0xFFFF处写一个字节，这时，会导致INTR拉低，由此产生一个外部中断，用户系统即可通过读取0xFFFF字节以清除该中断，并进一步读出响应，进行响应处理。
目前系统定义：
向0xFFFE写入和从0xFFFF读出的值都是0x02。
6.2功能实现
6.2.1数据结构
协议命令和响应的结构如下：
typedef__packedstruct
{
UINT8TypeCode;
/*类型码*/
UINT8CommandCode;
/*命令码*/
UINT8Data[6];
/*数据部分*/
}BM_Command;
说明：
1.结构体之间是相互连接紧密的，如上面的Data[6]是说明下面的数据部分，比如设置磁盘驱动格式化里面的整个的数据部分。
2.TypeCode是说明该信息是命令还是响应。
3.CommandCode是说明下面的结构体是中是执行什么命令码，比如读/写等。
UINT8Drive;
/*磁盘驱动器*/
UINT8Reserved[5];
/*保留*/
}BM_CmdSetDefaultDrive;
/*设置默认的磁盘驱动器*/
1.这是接上面的结构体而来，Drive是说明是磁盘驱动器，
2.Reserved[5]说明执行的命令是保留。
下面的各个结构体也是依次类推而来。
}BM_CmdFormatDrive;
/*格式化磁盘*/
}BM_CmdDriveSpaceInfo;
/*磁盘的剩余空间*/
}BM_CmdGetCurrentDir;
/*获取当前目录*/
UINT8Option;
/*参数选项，其选择为下面的宏定义*/
}BM_CmdOpenFile;
/*打开文件*/
#defineNORMAL_OPEN0x00/*以普通方式打开*/
#defineCREATE0x01/*以创建文件方式打开*/
#defineCREATE_TRUNCATE0x02/*以覆盖方式打开*/
UINT8Index;
/*指向文件的指针*/
UINT16DataLen;
/*数据的长度*/
UINT8Reserved[3];
}BM_CmdReadFile;
/*读文件*/
}BM_CmdWriteFile;
/*写文件*/
/*文件指针*/
/*文件从哪开始*/
UINT32Position;
/*指针移动偏移量*/
}BM_CmdSetFilePointer;
}BM_CmdCloseFile;
/*关闭文件*/
/*文件指针*/
/*指针移动偏移量*/
UINT8Reserved[1];
}BM_CmdTruncate;
UINT8Attributes;
/*文件的属性*/
}BM_CmdSetAttributes;
/*设置属性*/
UINT8Baudrate;
}BM_CmdSetBaudrate;
/*设置波特率*/
UINT8CRCEnable;
/*1是打开或2为关闭默认值为0*/
}BM_CmdSetCRC;
/*打开或关闭CRC校验*/
响应结构为：
UINT8Result;
/*返回*/
UINT8ErrCode;
/*如果出错，返回的错误码*/
UINT8Data[4];
}BM_Response;
UINT8Number;
/*发现的磁盘个数*/
}BM_RespDetectDisk;
/*响应发现了磁盘*/
1：
这跟上面的命令是一样的，可参看上面而得出。
/*磁盘号*/
}BM_RespOpenDisk;
}BM_RespGetDefaultDrive;
UINT16BytesPerSector;
UINT8SectorsPerCluster;
UINT32TotalClusters;
UINT32FreeClusters;
}BM_RespDriveSpaceInfoData;
1．由于数据比较大，考虑到4字节装不下，就把其放到Databuff里面。
然后用时直接从Databuff里面直接调出来用。
}BM_RespOpenFile;
UINT8Reserved[2];
}BM_RespReadFile;
1．DataLen说明读的数据的长度，现在定义的最大读数据长度为32768Byte。
}BM_RespWriteFile;
说明；
1．DataLen说明写的数据的长度，现在定义的最大写数据长度为32768Byte。
}BM_RespGetAttributes;
}BM_RespSysTime;
6.2.2代码的实现
6.2.2.1系统命令/响应消息
系统命令/响应消息用于在用户系统或ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案系统将要发出的命令或响应及相应数据准备好后，通过对方（ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案或用户系统）命令或响应已经准备完毕，可以开始执行的消息。
该消息通过中断方式来实现，通过向双端口RAM的0xFFFE或0xFFFF地址写数据来完成。
即：
（其中的命令/响应格式参看《HostModule系统协议v2.0》）
INTR中断为低有效。
参考代码如下：
#defineDPRAMRInt（（char*）0xFFFFL）
#defineDPRAMLInt（（char*）0xFFFCL）
#defineSEND_SYSCMD*DPRAMLInt=0x02/*用户系统向ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案
发送命令消息的宏*/
bRecvCmd=*DPRAMRInt;
/*用户系统读取响应消息的
操作，用于用户系统被INTR触发的外部中断服务程序中*/
1.上述代码适用于FranklinC51和KeilC51系统。
（下同）
6.2.2.2系统命令/响应及其数据部分
如前所述，系统的协议是通过在双端口RAM的指定区域写入协议规定的命令来实现的。
系统命令在双端口RAM中指定的区域为：
#defineCommand0x40000000
#defineResponse0x40000000
#defineCommandData0x40000008
#defineResponseData0x4000008
1.上述定义的含义是：
a）Command被用于存放从用户系统发往ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案的命令，包括BM_CmdSetDefaultDrive、BM_CmdFormatDrive、BM_CmdDriveSpaceInfo、BM_CmdGetCurrentDir、BM_CmdOpenFile、BM_CmdReadFile、BM_CmdWriteFile、BM_CmdSetFilePointer、BM_CmdCloseFile、BM_CmdTruncate、BM_CmdSetAttributes、BM_CmdSetBaudrate、BM_CmdSetCRC。
该存储区被指定于双端口RAM的0x0000地址，使用0x08（8字节）字节。
b）Response被用于存放从ARM读写U盘/移动硬盘模块——USBHost总线解决方案发往用户系统的响应，包括BM_RespDe
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