作為現(xiàn)今普遍接受的移動存儲工具,usb閃存盤在各種嵌入式系統(tǒng)中也獲得廣泛應(yīng)用。本文介紹低成本pic控制器通過usb2.0全速接口與閃存盤進(jìn)行連接的實(shí)現(xiàn)過程，并著重針對pic微控制器和vinculumusb接口芯片說明有關(guān)嵌入式接口的硬件設(shè)計以及程序的編寫。

　　如今各種閃存盤和usb外設(shè)價格已相當(dāng)?shù)土?并被廣泛應(yīng)用到帶usb接口的pc中.而要將它們應(yīng)用于8位或16位嵌入式系統(tǒng)中,如何解決成本和功耗等問題才是關(guān)鍵.這其中的原因主要是這類系統(tǒng)中用到的嵌入式控制器，如microchip公司推出并得到廣泛應(yīng)用的pic系列器件具有多種存儲密度和外設(shè)，但由于缺乏接口、資源和性能，無法作為usb的主控制器。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，可用vnc1lvinculum控制器來實(shí)現(xiàn)這種連接，該芯片提供了作為系統(tǒng)控制器的pic和usb2.0全速端口之間的接口，順利實(shí)現(xiàn)與usb閃存盤的連接，同時該方案具有很短的執(zhí)行時間和最小系統(tǒng)成本。vinculum基于定制處理器內(nèi)核，有兩個直接存儲訪問(dma)引擎以加快數(shù)據(jù)傳輸和32位數(shù)字協(xié)處理器優(yōu)化文件系統(tǒng)的計算，所有這些都在一個芯片里完成，芯片帶有64k嵌入式閃存和4k內(nèi)部數(shù)據(jù)sram。

　　vinculum專門針對嵌入式usb控制器市場，只需要很少外部支持元件。vinculum核與常用mcu核相比的一個主要特點(diǎn)是其代碼長度大幅縮短，減少內(nèi)核在代碼上的開銷，因此可以在單芯片e- flash存儲器里裝入更多功能，這一特點(diǎn)也正好可以彌補(bǔ)基于pic的嵌入式系統(tǒng)的不足。系統(tǒng)原理圖見圖1，通過vinculum將小型picmcu連到 usb“a”連接器上，然后就可以連接usb閃存盤了。

搭建模擬系統(tǒng)

　　pic是系統(tǒng)控制器，通過通用i/o引腳(引腳9、 10、11上的rc0、rc1、ra2)接收從傳感器或其他來源傳過來的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后用數(shù)據(jù)流將數(shù)據(jù)寫入閃存盤上的文件里。命令和數(shù)據(jù)通過txd(引腳6)傳到vnc1l的rxd(引腳32)，vnc1l在usb閃存盤上生成fat12/16/32文件并存儲數(shù)據(jù)，并通過usb2dm (引腳28)和usb2dp(引腳29)和閃存盤通信。數(shù)據(jù)也用同樣引腳讀出，然后將數(shù)據(jù)通過vnc1l的txd(引腳31)傳到pic的pxd(引腳 5)以供系統(tǒng)固件使用。

　　在pic引腳2和3之間接入一個20mhz晶振可在其uart接口獲得高達(dá)115200bit/s波特率，而使用內(nèi)部8mhz振蕩器只能獲得最高9600bit/s波特率，因此加接晶振可提高系統(tǒng)性能。 pic的io引腳rc2和rc3都被固件使用，以模擬與vnc1luart連接的rts/cts握手信號。系統(tǒng)由pic上的固件控制，數(shù)據(jù)傳輸則由pic 發(fā)出的指令控制，該指令由vinculum上的標(biāo)準(zhǔn)固件進(jìn)行解釋。雖然說起來很簡單，但完成設(shè)計還有其他一些工作要做，例如器件還需要電源、控制時鐘的晶振以及編程。

　　系統(tǒng)需要標(biāo)準(zhǔn)的5v250ma電源(psu)，可為 usb“a”連接器提供高達(dá)200ma電流，同時為vnc1l和pic各提供25ma驅(qū)動電流。vnc1l采用3.3v電源，由一個3.3vldo調(diào)壓器提供，它帶有一個5v容限io引腳，可使其連到pic而不需要用到電平轉(zhuǎn)換器。在低功耗應(yīng)用中，vnc1l不工作時可進(jìn)入2ma睡眠模式，如需喚醒器件，只需觸發(fā)rart接口的振鈴指示(ri)引腳(引腳38)。如果它連到rxd線上(如圖所示)，就可以用一個空命令觸發(fā)以喚醒器件。

　　該設(shè)計還包括一個雙色led指示器，由引腳16和18推動。它可以顯示是否成功連上usb閃存盤并可以訪問文件系統(tǒng)。

球

vnc1l和pic編程
　　
　　該設(shè)計包括兩個程序頭文件，每個器件需要一個，同時還要有相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境。對于生產(chǎn)設(shè)計而言，兩個器件都要在插入pcb之間預(yù)先編程，以減少連接頭和跳線。

　　在正常工作狀態(tài)下，j1和j2需要連上，而其他跳線保持?jǐn)嚅_。對vnc1l編程的時候，將j1和j2跳線移開以使vnc1luart輸入與pic輸出分開。把5vpsu斷開，然后將ttl-232r-3v3線纜接到h2上，將該線纜的usb端接到pc上，而在pc上安裝好vprog編程軟件。將j4連上以便將vnc1l的prog#引腳拉低，并短暫將j3短路以使器件復(fù)位使其進(jìn)入編程狀態(tài)。編程完成后，記住恢復(fù)跳線設(shè)定到工作位置。

　　對pic編程時編程頭連到器件的ra0、ra1和mclr#引腳，通過編程頭提供5v編程電壓。pic微控制器編程前先將5vpsu斷開，編程頭連到標(biāo)準(zhǔn)pic編程環(huán)境如pickit2上，可以使用microchip的調(diào)試與下載工具。

　　本文所附的c代碼實(shí)例顯示pic等待閃存盤檢測，然后打開一個名為hello.txt的文件，接著將“helloworld”以及回車換行符寫入該文件中，最后關(guān)閉文件并等待將閃存盤移開。

vnc1l固件

　　vnc1l 采用標(biāo)準(zhǔn)固件進(jìn)行編程，稱為vdap，它可以解釋來自于pic的命令。這些vdap命令有些類似于dos指令，如dir、rd以及wr等，命令集也支持容易被微處理器控制的單字節(jié)十六進(jìn)制命令，vdap命令包含在pic固件中，可控制usb閃存盤的接入，典型命令序列可以是生成一個文件、從文件中讀出/寫入數(shù)據(jù)然后關(guān)閉文件。

結(jié)論

　　ftdi 的vinculumvnc1l提供了一個低成本微控制器與usb2.0低/全速外設(shè)之間的接口，易于使用和編程，其指令集類似于dos命令，可在微控制器