專利名稱：一種具有公母usb接口的智能存儲器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種同時具有USB公母接口的存儲器，具體地說，涉及一種帶 有自適應USB接口可獨立工作的智能存儲器。
背景技術：
1、 現(xiàn)有便攜式存儲設備大多為USB接口存儲設備，此類存儲設備都工作 在從模式，如果要對其進行存取操作必需與另一個具有主模式的USB接口設備
(例如PC機)相連，通過操作具有主模式的USB接口設備來控制從設備的讀
取和存儲。
2、 現(xiàn)有便攜式存儲設備彼此不能連接在一起，并且沒有內(nèi)部的文件傳輸功能。
3、 其他智能設備都需要鍵盤，圖形顯示器等諸多單元，尺寸大，耗電多， 不便隨身攜帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述技術問題而設計的 一種具有公母USB接口的智能
存儲器。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種同時具有USB公母接口的智能存儲器，包括CPU、存儲器、充電電路、 通訊協(xié)議、USB公頭接口和USB母頭接口。 CPU為單片機C8051 F321,存儲 器為256MB空間的K9F560，充電電路釆用LTC4062;單片機C8051 F321的Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3、 P1.4、 P1.5、 P1.6、 P1.7分別與存儲器K9F560的1/00、 1/01、 1/02、 1/03、 1/04、 1/05、 1/06、 1/07相連;USB公頭接口的管腳4接地，管腳3與單片機C8051 F321的P0.5相連，管腳2與單片機C8051 F321的P0.4相連， 管腳1通過電阻R17與單片機C8051 F321的P0.6和LTC4062的VCC相連； USB母頭接口的管腳4接地，管腳3與通過電阻R15單片機C8051 F321的P0.5 相連，管腳2通過電阻R14與單片機C8051 F321的P0.4相連，管腳1通過電 阻R16與單片機C8051 F321的P0.7相連；當使用USB公頭接口時，該存儲器 工作在從模式，當使用USB母頭接口時，該存儲器工作在主模式；LTC4062及 其外圍電路構成充電電路與充電電池相連；通訊協(xié)議存儲在CPU內(nèi)。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其多色指示燈LED一2S的管腳 1通過電阻RIO與單片機C8051 F321的P3.0相連，管腳3通過電阻R9與單片 機C8051 F321的P2.2相連，管腳2接地，指示燈LED一2S通過不同顏色表示操 作狀態(tài)及主從模式。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其電量指示燈與電源控制電路 相連，用以指示剩余電量的高低。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其通訊協(xié)議中使用數(shù)字加密技 術驗證接入設備身份，阻止未授權設備的訪問。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，當其檢測到電池電量過低時， 通過CPU控制停止所有讀寫操作。
通過對USB接口的輪詢檢測，本發(fā)明能識別它是被連接到一臺主PC機上 還是連接到另外一臺同樣的裝置上，為節(jié)省電源，它將一直保持全睡眠狀態(tài)除 非按鍵有效按下，按壓按鍵將使本裝置在檢測到USB公頭端有效插入時同時翻 轉USB母頭上的VBUS信號，當連接到一臺主PC機時，VBUS持續(xù)為高電平， 當連接至其他一臺同樣的裝置時此電平翻轉， 一個緊接著的通訊過程確定是否 連接了另一臺同樣的裝置，再后就是開始一個同步過程以使兩臺機器進行數(shù)據(jù)交換。當同步建立后，已選好的文件就從"從機"上被傳輸?shù)搅? "主機"上，
一個三色的LED燈顯示傳輸狀態(tài)，當LED燈變?yōu)榧兙G色時表示傳輸完畢。
本發(fā)明采用改進的SPI通訊協(xié)議，這是一種標準的通訊協(xié)議，是很多微控 器(CPU)自身都帶有的，并且當微控器型號改變時也很容易移植。這個系統(tǒng) 的缺點就是在異步傳輸模式下沒有一個合適的握手方式，SPI主機驅動時鐘，從 機必須響應并達到主機相同的時鐘速率，數(shù)據(jù)在從機沒有準備好時可能會被丟 失。本發(fā)明通過使裝置在主從模式的切換便能克服這個缺陷，主機發(fā)一個數(shù)據(jù) 請求被從機按主機的時鐘速率確認，當被確認后，主機可以轉換為從機模式， 從機轉換為主機，在完成依照主機的要求設定后(不管是何設定)開始傳輸數(shù) 據(jù)。
本發(fā)明含有一顆電池以及一套充電電路，當插入USB 口時可以進行充電， LED的顏色可以顯示低電量狀態(tài)，在充滿電的情況下，可以執(zhí)行幾次數(shù)據(jù)交換 操作， 一個LDO (低壓差穩(wěn)壓器)被用來提供適當?shù)霓麟妷翰⒖朔姾杀脕?的的不適當電壓，接在USB信號線上的絕緣電阻用來保護當其他不當?shù)腢SB 裝置或功能線路被介入時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)竟爭冒險。
本發(fā)明的有益效果是 一種具有具有公母USB接口的智能存儲器采用廉價 的單片機，使用改進的SPI通訊協(xié)議，實現(xiàn)在相同的裝置間不依賴主PC機能實 現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，本裝置既能充當從設備，也能充當主設備，其電路較為簡單、性 能穩(wěn)定、使用和攜帶方便。


圖1為本發(fā)明 一種同時具有USB公母頭連接器的智能存儲器原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖l所示，本發(fā)明一種具有公母USB接口的智能存儲器，包括CPU、存
儲器、充電電路、通訊協(xié)議、USB公頭接口和USB母頭接口。 CPU為單片機 C.8051 F321,存儲器為256MB空間的K9F560,充電電路釆用LTC4062;單片
機C8051 F321的Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3、 P1.4、 P1.5、 P1.6、 P1.7分別與存儲 器K9F560的1/00、 1/01、 1/02、 1/03、 1/04、 1/05、 1/06、 1/07相連;USB公
頭接口的管腳4接地，管腳3與單片機C8051 F321的P0.5相連，管腳2與單片 機C8051 F321的P0.4相連，管腳1通過電阻R17與單片機C8051 F321的P0.6 和LTC4062的VCC相連；USB母頭接口的管腳4接地，管腳3與通過電阻R15 單片機C8051 F321的P0.5相連，管腳2通過電阻R14與單片機C8051 F321的 P0.4相連，管腳1通過電阻R16與單片機C8051 F321的P0.7相連；當使用USB 公頭接口時，該存儲器工作在從模式，當使用USB母頭接口時，該存儲器工作 在主模式；LTC4062及其外圍電路構成充電電路與充電電池相連；通訊協(xié)議存 儲在CPU內(nèi)。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其多色指示燈LED_2S的管腳 1通過電阻R10與單片機C8051 F321的P3.0相連，管腳3通過電阻R9與單片 機C8051 F321的P2.2相連，管腳2接地，指示燈LED一2S通過不同顏色表示操 作狀態(tài)及主從模式。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其電量指示燈與電源控制電路 相連，用以指示剩余電量的高低。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，其通訊協(xié)議中使用數(shù)字加密技 術驗證接入設備身份，阻止未授權設備的訪問。
所述一種具有公母USB接口的智能存儲器，當其檢測到電池電量過低時， 通過CPU控制停止所有讀寫操作。本發(fā)明一種具有公母USB接口的智能存儲器的工作方式是
a. 本發(fā)明的裝置同時包含一個USB的公頭和母頭，USB公頭也可用來連 接主PC機，USB母頭僅用來連接其他的同樣裝置。
b. 本發(fā)明允許其不用"主PC機"直接和另外一個同樣裝置進行直接通訊, 標準的USB存儲器工作在USB "從模式"，籍此，"主PC機"是USB的"主機"， USB主機協(xié)議是比較復雜的，基于低價微控器(CPU)的USB裝置端作為USB 主機裝置的功能性不強，為解決這個問題，開發(fā)了一套復合通訊協(xié)議。
c. 當兩個同樣的裝置被連接在一起時，USB公頭有效的一端充當主機，USB 母頭有效的一端充當從機，它們間的通訊通過微控器的SPI通訊協(xié)議來完成， 這樣，當功能要求改變使用其他型號的微控器時能購提供更大的靈活性。
d. 作為標準的USB存儲裝置時，USB公頭直接和內(nèi)部CPU接口， VBUS1 信號線被用來給CPU及內(nèi)部存儲器供電，在此類電子裝置中，這個是一種標準 的功能，然而，在本裝置中需要使其工作在一種低功耗的等待狀態(tài)，VBUSl信 號驅動一個電池充電回路，在適當?shù)臅r候，CPU由電池直接供電。
e. 上電后，本裝置進入一種搜索狀態(tài)，尋找一個同類的裝置以通訊，首先 檢測一下USB公頭上的VBUS信號，并且同時用50%的占空比翻轉USB母頭 上的VBUS2信號，當USB公頭插入到一臺主PC機時，當搜索完畢時VBUSl 信號將穩(wěn)定為高電平并進入一個標準的USB從模式作為主PC機的一個存儲裝 置，如果VBUS1信號被感知到還在翻轉，那么本裝置將進入一個從模式并認為 外部已提供了一個"主裝置"，為確認，從機開始翻轉D +信號，如果VBUS1 持續(xù)為低，D +信號開始持續(xù)翻轉并且裝置進入一個主模式。
f. 當主/從關系被建立后，裝置設置好SPI 口以傳輸數(shù)據(jù)，主機發(fā)送一系列 命令給從機，從機隨后響應。 一般的SPI接口的設計并不允許異步傳輸，數(shù)據(jù)的發(fā)送依靠主機的時鐘，而從機必須返回基于主機時鐘速率的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的 裝置，收發(fā)單元可以在SPI的主從模式間切換以達到數(shù)據(jù)的異步傳輸，在主機 發(fā)送一個命令后，兩個裝置都可以改變SPI的設置，可以從主機變?yōu)閺臋C，從 從機變?yōu)橹鳈C，從機可以異步地回應命令數(shù)據(jù)，以再次切換SPI。
g.在本裝置中，CPU帶有一個ADC轉換器以檢測電池電壓， 一個電阻分
壓網(wǎng)絡提供電池的1/2電壓給CPU，為防止電池漏電，此電阻分壓網(wǎng)絡的地線 端由CPU驅動，這樣不檢測電池電壓時就沒有漏電損耗， 一個雙色LED指示燈 顯示這些狀態(tài)信息。
本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他 任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種具有公母USB接口的智能存儲器，包括CPU、存儲器、充電電路、改進的SPI通訊協(xié)議、USB公頭接口和USB母頭接口；其特征在于A同時有USB公頭和USB母頭；B能同時與主PC以及外接的同類裝置進行通訊；C能單獨與其他同類裝置進行通訊；D主要結構CPU為單片機C8051 F321，存儲器為256MB空間的K9F560，充電電路采用LTC4062；單片機C8051 F321的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7分別與存儲器K9F560的I/O0、I/O1、I/O2、I/O3、I/O4、I/O5、I/O6、I/O7相連；USB公頭接口的管腳4接地，管腳3與單片機C8051 F321的P0.5相連，管腳2與單片機C8051 F321的P0.4相連，管腳1通過電阻R17與單片機C8051 F321的P0.6和LTC4062的VCC相連；USB母頭接口的管腳4接地，管腳3與通過電阻R15單片機C8051F321的P0.5相連，管腳2通過電阻R14與單片機C8051 F321的P0.4相連，管腳1通過電阻R16與單片機C8051F321的P0.7相連。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種具有公母USB接口的智能存儲器，其特征 在于多色指示燈LED_2S的管腳1通過電阻RIO與單片機C8051 F321的P3.0 相連，管腳3通過電阻R9與單片機C8051 F321的P2.2相連，管腳2接地，指 示燈LED一2S通過不同顏色表示操作狀態(tài)及主從模式。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種具有公母USB接口的智能存儲器，其特征 在于電量指示燈與電源控制電路相連，用以指示剩余電量的高低。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種具有公母USB接口的智能存儲器，其特征 在于通訊協(xié)議中使用數(shù)字加密技術驗證接入設備身份，阻止未授權對本裝置 的訪問。
5、根據(jù)權利要求1所述的一種具有公母USB接口的智能存儲器，其特征 在于當檢測到電池電量過低時，通過CPU控制停止所有讀寫操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有公母USB接口的智能存儲器，其硬件結構包括CPU、存儲器、充電電路、通訊協(xié)議、USB公頭接口和USB母頭接口等。CPU為單片機C80C51 F321，存儲器為256MB空間的K9F560，電源管理采用LTC4062，USB公頭接口一端用來與主PC機或其他同類裝置進行通訊，USB母頭為接收其他同類裝置數(shù)據(jù)之用，CPU用以控制管理整個系統(tǒng)的動作。關鍵特點為1、同時具有USB公、母頭連接器；2、能獨立地和其他同類裝置進行通訊，能自動識別外部的設備連接情況；3、當連接到主PC機時本裝置充當一個標準的USB外存儲裝置，這兩者之間使用雙向協(xié)議，此時如果還連著另外一臺同類的裝置時，能同時使用分離外圍設備通訊協(xié)議與之通訊。本發(fā)明的裝置電路較為簡單，使用自動化程度較高，攜帶方便。
文檔編號G11C7/10GK101436428SQ20081018352
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月17日
發(fā)明者瑞 王 申請人:瑞 王