文件管理控制芯片CH376的评估板说明及应用参考

概 述

CH376 评估板包含CH376S 芯片和辅助元器件,不含单片机,对外预留了8 位并口、SPI 接口、异步串口以及电源端口等,用于连接其它单片机主板,并由单片机主板控制CH376 进行功能评估。

在单片机的控制下,可以用于演示CH376 的U 盘和SD卡文件管理功能、USB-HOST 主机接口功能和USB 设备接口功能。可以读写U 盘(闪盘、USB闪存盘、USB外置硬盘、USB读卡器等)和SD 卡(标准容量SD 卡和高容量HC-SD 卡以及协议兼容的MMC卡和TF 卡);可以作为USB设备与计算机相连接,例如自行设计的专用U 盘等;通过相关程序,还可以操作其它USB设备,例如USB 打印机、USB 键盘、USB 鼠标等,或者与另一块CH37X 评估板进行对连,互传数据。

本文中涉及MCS51 单片机的大多数实验和例子程序都是在CH375 评估板上进行的,原则上,应该使用排线等将CH376评估板连接到CH375 评估板的对外端口P6。只不过,由于CH376S 芯片的引脚基本兼容CH375 芯片,所以只需要将CH375评估板上的CH375 换成CH376即可进行CH376 芯片的功能评估,而并不需要通过P6 端口连接CH376 评估板。实际上,简单的做法就是将CH375 的DIP28 转换板换成CH376S 的DIP28 转换板,采用CH376 的DIP28转换板与通过P6 端口外接CH376评估板的唯一区别就是I/O 地址不同。有关CH375 评估板的硬件请参考CH375 评估板的CH375EVT.PDF,网上的压缩文件是CH375EVT.ZIP。

评估板的硬件

评估板的原理图和PCB 请参考CH376SCH.PDF 文档。下面是元器件说明。

评估板中的主要器件U1 是CH376S 芯片,但是图中有些信号是以CH375 或者CH374 命名的。

晶体X1 为标准12MHz,USB 主机比USB设备要求更高的频率精确度,X1 的误差要求小于0.4‰,普通的12MHz 晶体基本上可以满足要求。强烈建议缩短相关引线的长度,以减少干扰。

电容C4 用于内部电源节点退耦从而降低USB 传输过程中的EMI,容量为4700pF 到0.1uF,可以选用普通的103 贴片电容0.01uF。

P4 是USB 端口,既可以用于USB HOST主机方式,也可以用于USB DEVICE设备方式,电阻R1 用于限制输出给外部USB设备的电流,避免在U 盘等USB设备刚插入时造成电源电压的短时间下降,甚至引起CH376或者单片机非正常复位或者内部RAM 数据错误。如果是USB 外置硬盘,那么应该将电阻R1 换成直流电阻较小的电感,或者另外用一组5V 电源直接提供更大的工作电流(500mA 以上)给外置硬盘。另外,USB-HOST插座的电源退耦电容C9的容量不能太小,容量大些(应该大于100μF)可以减少在USB 设备刚插入时的电源电压的波动。

P5 是SD 卡插座,可以接触标准尺寸的SD 卡,其它规格的SD 卡可以需要另加转换座。电阻R3用于限制输出给外部SD 卡的电流,避免在SD 卡刚插入时造成电源电压的短时间下降。

P1 是8 位并口的信号端口,用于连接单片机的并口,并口的必要信号包括D0-D7、A0、RD#、WR#、CS#以及GND,而INT#是可选的。

P2 是SPI 串口的信号端口,用于连接单片机的SPI 接口,SPI 的必要信号包括SCS、SCK、SDI、SDO 以及GND,而INT#是可选的。

P3 是异步串口的信号端口,用于连接单片机的异步串口,异步串口的必要信号包括RXD、TXD 以及GND,而INT#是可选的。P3 同时提供了SD 卡的写保护SDWP 和插拔状态SDINSERT 信号线。

上述P1、P2、P3 通讯端口,还可以从外部向本评估板提供5V 电源,以及向CH376 的RSTI 引脚提供可选的硬件复位信号,如果实际产品电路中有μP 监控电路,那么应该为CH376和单片机提供同一个复位信号。注意,应该尽量缩短本评估板与单片机之间的信号线的长度,最长不能超过20cm,否则需要使用一个信号间隔一个地线的专用排线。

J3 用于选择CH376 芯片工作电压,短接1-2 脚时为5V 电压,短接2-3 脚时为3.3V 电压。默认为5V 电压,但当单片机的工作电压等于或者低于3.3V 时,可以为CH376 选择3.3V 电压。当CH376芯片的工作电压为5V 时,J2 必须断开,当CH376 芯片的工作电压为3.3V 时,J2 必须短接。

J1、J5 和J6 用于在上电或者硬件复位后选择CH376 与单片机的通讯接口:

如果J1 短接、J5 断开、J6 断开,那么是8 位并口;

如果J1 断开、J5 短接、J6 短接,那么是SPI 接口;

如果J1 断开、J5 断开、J6 断开,那么是异步串口。

有些例子程序可能会用单片机的串口输出调试状态信息,如果需要显示这些监控信息,可以由将单片机串口经过RS232 电平转换后连接到计算机使用串口监控/调试工具软件查看。如果使用CH375评估板,那么可以将J2 连接到计算机串口;如果计算机没有串口,或者串口已经被其它设备占用,那么可以由USB 转串口芯片CH341 提供仿真串口。

CH375 评估板内部器件工作于5V 电源电压时,必须加上电阻R0 并去掉3.3V 稳压器D4,工作于3.3V 电源电压时,必须加上稳压器D4 并去掉电阻R0。默认是5V 电源。