单片机驱动U盘数据采集系统设计

"基于单片机的U盘数据存储系统是一个毕业设计项目，由13级电信1班的邓文拔同学完成，指导老师为刘喜英。该项目旨在利用单片机技术结合USB总线协议的U盘读写芯片或模块，实现工业现场的数据采集和传输，提供大容量、便携式的数据存储解决方案。" 本文主要围绕基于单片机的U盘数据存储系统展开，介绍了系统的架构、设计指标、硬件和软件设计等方面的内容。 1. **系统架构**： - 系统由CH375模块、电源稳压模块、串口通信、A/D采集和按键输入模块构成，核心控制器为STC12C5A60S2单片机。 - CH375模块作为USB主机接口，负责与U盘的交互，支持FAT32、FAT16和FAT12文件系统，最大可支持100GB的U盘。 - 单片机通过串口与CH375通信，以字节为单位读写U盘，最大长度为35字节，同时有512字节的磁盘数据缓冲区。 - A/D采集模块用于转换模拟电压信号，范围为0.0~10.0V，步进0.1V，转换后的数据将被存储至U盘。 2. **硬件设计**： - 硬件设计包括单片机最小系统，如MCU、振荡器、复位电路和稳压电源模块。稳压电源模块提供3.3/5V电压，时钟晶振频率为12MHz。 - 采用字节流和IO模拟总线方式读写U盘，单片机内部600字节的外部RAM用于辅助数据处理。 - 原理图和PCB图展示了硬件组件的连接和布局。 3. **软件设计**： - CH375内置固件程序，包含USB-HOST硬件接口和FAT文件系统层，简化了单片机程序的编写，只需处理FAT文件系统层。 - 提供C语言子程序库，实现了文件级接口API，支持常见的文件操作，便于集成到不同应用场景的单片机程序中。 4. **市场价值**： - 这种基于单片机的U盘数据存储系统具有较高的市场价值，因为它能方便地在室外进行大量数据的采集和存储，适用于各种需要现场数据记录的场合，如环境监测、工业自动化等领域。 5. **难点总结**： - 实现单片机与U盘的高效通信，包括数据速率的匹配、错误检测与恢复机制。 - 文件系统的兼容性和稳定性，确保在不同格式的U盘上都能正常工作。 - A/D转换的精度和速度优化，以满足实时数据采集的需求。 这个基于单片机的U盘数据存储系统是一个创新的实践项目，它结合了单片机控制、USB接口技术和文件系统管理，为现场数据采集提供了新的解决方案。