探索Silicon Laboratories USB Mass Storage Device参考设计套件

在电子设计领域，USB Mass Storage Device（MSD）的设计一直是一个重要的研究方向。Silicon Laboratories推出的USB MSD参考设计套件为我们提供了一个很好的解决方案。下面，我将详细介绍这个套件的相关内容。

文件下载：USB-MSD-RD.pdf

套件内容

该套件包含了丰富的组件，具体如下：

• 硬件部分：CF、SD、MMC内存扩展板（AB5）、256 MB SD卡、直DB9串行电缆（RS - 232电缆）。
• 文档资料：快速入门指南、参考设计套件CD - ROM，其中包含USB Mass Storage Device参考设计程序员指南（AN282）以及相关软件（AN282SW.zip），还有所有C8051F340和USB MSD相关的PDF格式文档。
• 开发工具：Keil Software 8051开发工具（评估汇编器、2 kB有限编译器和链接器）。

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使用要求

要使用这个参考设计套件，需要满足以下条件：

• 开发套件：需要C8051F340DK开发套件，该套件可从Silicon Laboratories（www.silabs.com）单独购买，其包含C8051F340 - TB目标板、USB调试适配器、6英尺USB电缆、AC转DC电源适配器。
• PC要求：操作系统为Windows 2000/XP/Server2003，并且需要有一个串行端口（RS232）和一个USB端口。同时，若要修改和重新编译参考设计提供的代码，需要完整版本的Keil工具链，因为代码大小超出了评估工具链的代码大小限制；而演示或调试时则不需要工具链，因为参考设计提供了目标文件（*.OMF）。

套件概述

USB MSD参考设计套件中的AB5扩展板可直接连接到C8051F340 - TB目标板的扩展连接器。硬件和包含的“F340固件充分展示了应用程序如何从实现USB MSD设备类中受益。详细的组件和API函数描述在“AN282: USB Mass Storage Device参考设计程序员指南”中，而板载硬件则在后续的章节有详细说明。

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USB MSD RD固件

该固件具备多种功能，能够处理USB枚举和标准请求、MSD类请求、SCSI命令集、媒体访问（支持SD、MMC和CompactFlash卡格式）以及FAT16文件系统。同时，还包含一个示例应用程序，可通过UART呈现交互式命令 shell，使用片上温度传感器和ADC测量温度，监控目标板上两个按钮开关的状态，并将温度和按钮状态信息记录到存储卡的日志文件中。

USB MSD RD系统架构图展示了构成该固件的各个组件，代码空间使用图表则显示了固件组件所占用的代码空间量。如果要基于此参考设计实现自己的应用程序，可以自定义标记为“Application”、“Other HW Peripherals”和“App. Specific Hardware”的模块。

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套件演示

固件下载

1. 按照C8051F340DK用户指南中的“软件设置”说明安装Silicon Laboratories IDE。
2. 根据调试适配器类型设置硬件。
3. 从开始菜单启动Silicon Labs IDE。
4. 设置连接选项，选择正确的适配器和调试接口。
5. 连接到设备。
6. 选择“Project ￫ Download Object File…”选项，选择USB MSD RD固件预链接的OMF文件。
7. 下载固件。
8. 断开目标板的直流电源适配器和带状电缆。

示例应用程序演示

PC软件设置

在PC上设置HyperTerminal，使用COM端口，波特率为115200，数据位为8，无校验位，停止位为1，无流控制。

硬件设置

连接C8051F340 - TB目标板和AB5扩展板，插入SD卡，连接RS - 232电缆，设置跳线，给目标板供电。

与示例应用程序交互

通过HyperTerminal与设备固件交互，进行温度记录和按钮状态记录。还可以尝试其他支持的命令。

大容量存储设备演示

1. 连接PC和C8051F340 - TB目标板的USB电缆。
2. 操作系统会检测到新硬件并安装驱动，在设备管理器和Windows资源管理器中会显示相应信息。
3. 可以查看、添加、删除、复制或移动之前示例应用程序创建的文件。
4. 安全移除设备。

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扩展板介绍

CF、MMC、SD内存扩展板（AB5）

该扩展板包含SD/MMC卡插槽、CompactFlash卡插槽和一个功率门控FET，可通过软件控制扩展板的电源。文档中给出了详细的引脚连接表和板载原理图。

物料清单

文档列出了扩展板的物料清单，包括连接器、电容、电阻、MOSFET等组件的详细信息，如供应商、制造商、型号、参数等。

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附录

命令解释器外壳参考

介绍了命令解释器外壳的通信参数（波特率、数据格式、流控制），列出了支持的命令及其解释，同时还给出了一些使用注意事项，如命令不区分大小写、不支持通配符、不支持长文件名等。

格式化存储卡

USB MSD RD固件支持FAT16文件系统，若存储卡使用其他文件系统则无法使用该固件。可以使用示例应用程序的命令解释器外壳中的“FORMAT”命令重新格式化FAT16磁盘，也可以使用Windows资源管理器进行格式化，但要注意格式化会擦除所有数据且不可逆。同时，存储卡大小应在16 MB到4 GB之间，若存储卡连接后无法识别，可能需要使用专用读卡器或其他设备进行格式化。

Silicon Laboratories的USB MSD参考设计套件为电子工程师提供了一个完整的解决方案，无论是从套件内容、使用要求、固件功能还是演示过程，都有详细的说明。大家在使用过程中，有没有遇到过一些特别的问题呢？欢迎在评论区分享。