基于USB串口的智能手机直读U盘装置

来源:用户上传      作者: 时晨 党伟 任帅 田松杰

　　摘 要： 目前智能手机的使用已相当普遍，它之所以受大家的欢迎在于智能手机有CPU、存储器、输入输出设备，强大的数据读取功能使智能手机成为大家竞相购买的新宠。智能手机已取代电脑的一些位置。然而由于手机内存的限制，在装入内存卡后，仍不能满足人们随时随地进行硬盘资源的交流和共享的需要。基于USB串口的智能手机直读U盘装置，通过转换USB串口的装置，从而达到解决资源共享的问题的目的。
　　关键词： 转串口；U盘；资源共享；传输文件
　　中图分类号：G06F 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310011－01
　　0 引言
　　随着电子技术的高速发展，手机产品也不断升级，实现资源共享已不再是遥不可及的梦想。但是随着可携带硬盘（U盘）的出现，其资源共享的局限性也逐渐暴露出来，受时间及地点的限制，如果身边没有电脑，人们就不能将硬盘里的资源及时交换实现共享，这会影响人们的工作和学习的效率。而且选用大存储量的内存卡，会造成智能手机死机，及手机内部系统的损坏。因此我们觉得如果能随身携带一个装置，既可以在需要资源共享时，及时的传输文件，又避免了大存储量内存卡对智能手机内部的一些伤害。
　　1 总体设计方案
　　1.1 可行性分析
　　1）U盘和手机存储卡一样都为Flash闪存盘，其作用都可以存储各种类型的文件。
　　2）智能手机内部都有CPU、存储器、输入输出设备，也相当于一台小型电脑，能完成各种类型文件的编写及传输。
　　3）读取U盘需要4.2V电压，而智能手机的供电电压是3.7V～4.2V之间，能够满足读取的需要。
　　1.2 设计思路
　　智能手机通过数据线与直读U盘装置相连，直读U盘装置内部采用嵌入式模块，进行转串口作用，从而将U盘内的文件传输到手机内部。
　　
　　2 设计方案
　　通过打通USB串口协议和解码芯片的解码，可以将芯片处理的信号传至USB芯片适配端口，而存储器和U盘都是FLASH（闪存）芯片来存储信息的，利用手机内部的驱动存储器驱动U盘，从而使智能手机直接读取和编写U盘里的文件。打通USB协议后，通过模块的连接和使之兼容的驱动协议的写入，使它具有能让智能机识别并读出U盘上的信息的功能，省去了U盘与电脑端的连接，不需要用电脑就可以实现电脑的功能。通过智能手机内部驱动装置进行驱动，最终实现智能手机读取U盘的功能。
　　3 核心元器件介绍
　　3.1 核心元器件
　　原始U盘模块（包括主控芯片，闪存芯片，PC底板等），USB模块（型号为USB），主控芯片，闪存设备，电源模块（常用蓄电池或手机锂电池，能为USB和闪存盘提供电源的控制电路板），嵌入式模块。
　　3.2 核心元器件简要
　　1）U盘读写模块：U盘读写模块作为一个高性价比的单芯片U盘读写解决方案，用于嵌入式系统/单片机读写U盘、闪盘、闪存盘、USB移动硬盘、USB读卡器等。支持文件系统FAT12和FAT16及FAT32。文件操作功能：新建文件、删除文件、打开文件、关闭文件、读数据、写数据等。采用简单高速的SPI通信接口，让您的单片机系统迅速高效的添加U盘读写功能。
　　2）USB模块：目前，基于USB2.0接口的移动存储设备已经被广泛使用，尤其是采用USB-FLASH技术的U盘产品的容量由几年前的16M增加到现在的4G以上。我们知道，U盘通常是作为计算机的外部存储设备，能否脱离计算机直接向U盘读写文件呢？答案是肯定的。
　　3）闪存设备：目前的闪存设备多由一个控制器（主控芯片，即闪存设备的大脑）和一个存储器（NAND Flash存储芯片）构成，控制器是闪存设备的核心器件，负责通信和地址映射。闪存设备的数据读写、与计算机等其他设备的交互等，都需要控制器下达指令。一旦主控芯片损坏，存储芯片中的数据将无法读出，即数据丢失。
　　4 制作与调试
　　4.1 制作
　　内部电路包括印刷线路板的制作、内部模块的安装与焊接等几个方面，印刷线路板的设计是利用protel软件进行辅助设计。
　　4.2 调试
　　制作完成后，连接上智能手机，对硬件电路和各个模块进行调试，调整各个模块的功能，以实现预期目的。
　　5 发展前景
　　根据目前国际上的发展趋势，这种USB转串口装置具有广泛的实用性。随着电子类产业的成熟化、智能化，电子产品均可应用到此装置。把该种转串口装置与MP5视频播放器，功放等可以拓展此功能的产品结合，使其具有读取功能，也是未来的发展方向。
　　黄淮学院大学生科研立项资金支持项目，项目编号：2011A016
　　
　　参考文献：
　　[1]杨心强著，《数据通信与计算机网络》，北京：电子工业出版社，2005.
　　[2]马伟著，《计算机USB系统原理及其主/从机设计》，北京：北京航空航天大学出版社，2004.
　　[3]毛京丽、李文海著，《数据通信原理》，北京：北京邮电大学出版社，2010.
　　[4]赵广林著，《常用电子元器件识别检测选用一读通》，北京：电子工业出版社，2007.

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