STM32 SPI驱动CH376T实现U盘/TF卡读写详解:数据手册分析与零基础入门指南(进阶篇)第73步

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CH376芯片重点课程 电路原理,跳线设置,切换U盘和TF卡。手册分析。驱动程序。调用常用函数。 会调用现有函数操作U盘即可。

师从洋桃电子,杜洋老师


📑文章目录

  • 一、CH376数据手册概述
  • 二、CH376芯片概述
  • 1. 核心功能
  • 2. 应用场景
  • 三、CH376芯片框图
  • 四、CH376芯片特点
  • 五、CH376指令集(部分关键命令)
  • 六、CH376芯片通信方式
  • 1. 并行接口(8位)
  • 2. SPI接口
  • 3. 异步串口(UART)
  • 七、CH376芯片封装形式
  • 八、电气参数与工作电源
  • 1. 电源要求
  • 2. 关键时序参数
  • 九、应用电路设计示例
  • 5V电源典型电路
  • 十、相关资源
  • 十一、总结

  • ▲ 回顾上期🔍STM32 SPI总线驱动CH376T实现U盘/TF卡读写全解析(上) | 零基础入门STM32第七十二步


    一、CH376数据手册概述

    CH376是南京沁恒微电子推出的文件管理控制芯片,专为单片机系统设计,用于读写U盘、SD卡中的文件。其核心特性包括:

  • 支持USB主机/设备模式:动态切换,兼容USB 2.0协议。
  • 内置文件系统管理固件:支持FAT12/16/32,最大容量32GB。
  • 多接口通信:8位并口、SPI、异步串口,适配不同单片机。
  • 低功耗设计:支持睡眠模式,唤醒时间仅需几毫秒。

  • 二、CH376芯片概述

    1. 核心功能

  • 文件操作:打开/新建/删除文件、创建目录、支持长文件名。
  • 数据读写:支持字节级和扇区级读写,适配不同存储需求。
  • 磁盘管理:初始化磁盘、查询容量、剩余空间、物理扇区操作。
  • 多设备兼容:支持U盘、USB硬盘、SD卡、MMC卡等。
  • 2. 应用场景

  • 工业数据采集(存储日志文件)
  • 嵌入式系统扩展存储
  • 智能设备固件升级

  • 三、CH376芯片框图

    (图1:CH376应用框图)

    结构说明

  • 单片机接口:通过并口/SPI/UART与CH376通信。
  • USB/SD控制模块:内置协议处理器,直接管理存储设备。
  • 文件系统层:自动处理FAT表、目录结构,简化开发。

  • 四、CH376芯片特点

    特性 说明
    USB通信 支持1.5Mbps低速和12Mbps全速,兼容USB 2.0
    SPI接口 6MHz时钟,支持SD卡及兼容协议设备
    低功耗模式 睡眠电流低至0.05mA(3.3V)
    动态波特率调整 串口波特率可调(9600bps~3Mbps)
    封装兼容性 SOP-28和SSOP-20封装,引脚兼容CH375/CH372

    五、CH376指令集(部分关键命令)

    命令代码 命令名称 功能说明
    0x15 SET_USB_MODE 设置USB工作模式(主机/设备)
    0x32 FILE_OPEN 打开文件或目录
    0x3A BYTE_READ 以字节为单位读取数据
    0x3C BYTE_WRITE 以字节为单位写入数据
    0x31 DISK_MOUNT 初始化磁盘并检测就绪状态
    0x3E DISK_CAPACITY 查询磁盘物理容量

    六、CH376芯片通信方式

    1. 并行接口(8位)

  • 信号线:D0-D7(数据总线)、RD#、WR#、PCS#(控制信号)。
  • 操作流程
    1. 写命令到命令端口(A0=1)。
    2. 通过数据端口(A0=0)读写数据。
  • 2. SPI接口

  • 信号线:SCS(片选)、SCK(时钟)、SDI(输入)、SDO(输出)。
  • 特点:支持模式0/3,高位在前传输,时钟频率最高6MHz。
  • 3. 异步串口(UART)

  • 配置:默认波特率由引脚电平组合设定,支持动态调整。
  • 数据格式:1起始位 + 8数据位 + 1停止位。

  • 七、CH376芯片封装形式

    封装型号 引脚数 引脚间距 封装说明
    SOP-28 28 1.27mm 标准贴片封装,兼容DIP
    SSOP-20 20 0.65mm 超小型贴片,节省空间

    八、电气参数与工作电源

    1. 电源要求

    参数 最小值 典型值 最大值 单位
    5V模式 4.3V 5V 5.3V V
    3.3V模式 3.0V 3.3V 3.6V V
    工作电流 12mA 30mA mA

    2. 关键时序参数

    参数 最小值 典型值 单位
    复位时间 25ms 35ms ms
    唤醒时间 3ms 7ms ms
    命令执行时间 1.5μs 2μs μs

    九、应用电路设计示例

    5V电源典型电路

              +-----------------+
    单片机    | CH376S          |
    D0-D7 <-->| D0-D7     VCC 5V|
    RD#  <-->| RD#        GND   |
    WR#  <-->| WR#        X1 12MHz晶振|
    PCS# <-->| PCS#       UD+ USB D+|
              +-----------------+
    

    十、相关资源

    [1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
    [2] STM32官方文档手册
    [3] STM32F103固件函数库用户手册(中文)
    [4] CH376(U盘文件读写)
    [5] U盘插拔测试程序


    十一、总结

    CH376通过高度集成的设计,大幅简化了单片机与U盘/SD卡的交互。开发者只需关注文件级操作,无需深入底层协议,极大提升了开发效率。其灵活的通信接口和丰富的指令集,使其成为嵌入式存储扩展的理想选择。

    扩展建议

  • 结合EXAM9例程实现多级目录管理。
  • 使用CMD_SET_SDO_INT优化SPI总线中断处理。
  • 参考手册中的快速应用步骤搭建基础文件系统。

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    📌 下期预告:下一期将探讨SPI总线驱动程序分析重点课程,欢迎持续关注!

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    实测开发版:洋桃1号开发版(基于STM32F103C8T6)
    更新日志

  • v1.0 初始版本(2025-03-16)
  • 作者:触角01010001

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