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基于CH375的仿真软驱设计

摘要

介绍仿真软驱的设计方案。本文采用MCU和USB接口芯片CH375作为仿真软驱的核心

部分，实现软驱接口逻辑控制和对U盘的数据存取，取代了存储量小、使用寿命短的软驱

和软盘，为将软驱作为唯一数据录入工具的设备如绣花机等工控设备提供了方便，降低了

使用成本。

关键词

仿真软驱USB接口CH375U盘软驱绣花机

引言

近年来，随着USB(UniversalSerialBus技术的不断发展，特别是存储工具U盘的

普及，软驱软盘因其存储量小、质量差、易损坏等致命弱点正逐步被淘汰。然而目前还有

不少几十万、上百万的将软驱/磁碟作为主要或唯一的数据录入工具的工业数控设备正在高

速运行，绣花机就是其中一个典型的例子，它需要经常进行花样存取频繁使用软驱软盘，

能够直接读取U盘或通过网络系统传输成为今后延续其生命力的最有效的手段，这就凾待

一种全新的可以取代软驱的设备出现。仿真软驱设计构想由此产生。目前，USB接口设计

的方案大致有两种类型：一种是采用MCU和USB接口芯片分离结构，此方案的特点是成本

和开发难度较低。另一种方案是采用嵌入式结构，即采用带USB接口的MCU或内嵌MCU的

USB芯片，此方案的特点是成本高，不适用于简单和低成本的开发。我们的目的是开发一

种经济实用的可以取代软驱的设备，故采取第一种方案。

1、硬件总体方案

1.1硬件设计原理

MCU

存储

5V

MFM

编控RAMCH375USB

解制

FDI码逻

辑

复位控制

图1硬件设计原理图

仿真软驱的硬件设计原理图如图1所示。设计主要包括MFM编解码、控制逻辑、USB

接口、复位控制、存储这几部分，其中虚线方框的存储部分可以根据用户需要设置，它的

作用是使仿真软驱本身具有容量为720KB/1.44MB的存储空间，方便使用中不需要给每一个

仿真软驱配对一个U盘。整个设计原理大致如下：当用户操作软驱时，系统首先会有一个

自检过程，该过程涉及U盘是否存在和驱动是否选中两个部分。自检完毕后，进入MCU与

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FDI的数据交换阶段，该阶段中首先FDI测试虚拟马达和磁头工作状态，在收到控制逻辑返

回的就绪状态后，FDI将数据以MFM编码格式发送，数据经过MFM解码后通过控制逻辑实

现与MCU的数据交互。最后是MCU通过控制CH375完成USB协议处理并实现与U盘的数据

交换。数据交换过程完毕后,若拔出U盘，MCU检测到无盘，系统自动复位。

1.2CH375芯片应用介绍

1.2.1CH375简介

CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB-

DEVICE/SLAVE设备方式。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及

中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上。在USB主机方

式下，CH375还提供了串行通讯方式，通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机

/DSP/MCU/MPU等相连接。

CH375的USB主机方式支持常用的USB全速设备，外部单片机可以通过CH375按照相应的

USB协议与USB设备通讯。CH375还内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协

议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写常用的USB存储设备包括USB硬盘

/USB闪存盘/U盘）。

CH375支持5V供电，支