导言：
现在市场上的光电比色计一般都是经过 RS232串口与核算机通讯，跟着核算机技能的开展，这种接口完结现已无法满意 PC与外部设备之间不断提高的速度以及安稳性、易用性等要求，给用户运用带来了诸多不便。USB接口技能凭仗其易用、安稳、可扩展等长处，越来越广泛运用于 PC机外设和便携式体系中，为满意客户要求，本文规划了一种根据 USB接口的比色计仪器。该仪器能够完结 USB主机和从机两种功用，做主机时，能完结数据的快速收集及 U盘存储;做从机时，能完结与核算机相连。
1.CH375简介
CH375是一种 USB总线的通用接口芯片，支撑 USB-HOST主机方法和 USB-DEVICE/SLAVE设备方法，兼容USB2.0，支撑 USB的操控传输、批量传输、中止传输，能自动检测 USB设备的衔接与断开，能供给设备衔接和断开的事情告诉。在本地端，CH375具有 8位数据总线和读、写、片选操控线以及中止输出，能够便利地挂接到 DSP/MCU/MPU等操控器体系总线上。USB主机方法支撑常用的 USB全速设备，外部单片机能够经过 CH375依照相应的协议与 USB设备通讯。CH375支撑 5V和 3.3V电源电压和低功耗形式。
2.双形式USB接口硬件电路规划
2.1 USB主从动态切换电路的规划
为了完结设备运用的灵敏性，本文规划的比色计仪器选用 USB总线供电和外接电池供电两种方法。在默许方法下，仪器选用外接电池供电，作为 USB主机运用，经过读写U盘，完结数据传输。在 USB总线供电方法下，仪器作为USB设备运用，直接与核算机衔接。两种形式的动态切换电路如图 1所示。
P1为从机 USB接口，P2为主机形式下读写 U盘接口。默许状况下，仪器选用外接电池电源供电，SLAVE为低电平，为主机形式;P1口接核算机时，仪器选用 USB总线供电，SLAVE为高电平，单片机经过查询操控使比色计仪器进入设备形式。
2.2 单片机操控CH375电路规划
本体系运用 C8051F020单片机作为处理器。C8051F020是Cygnal 公司推出的一种 SOC型 8位单片机，片内有 64KB FLASH存储器和4KB RAM，完全符合作为主机时读写 U盘的要求。C8051F020单片机操控 CH375的电路如图 2所示。
1. 体系软件规划
2. 1主机形式默许状况下，仪器作业在主机形式，经过读写 U盘，存储收集到的数据。 在单片机下开发 U盘的读写体系，单片机端程序要触及较多的协议，有必要能完结 USB的操控传输、批量传输、SCSI/UFI/RBC指令传输及 FAT文件体系等功用。CH375内置了 USB通讯协议的固件程序，包含了 USB Mass Storage类协议，所以实践的单片机程序只需求处理 FAT文件体系层，而且这一层也能够由 CH375的 U盘文件级子程序库完结，因而简化了程序的开发流程。
CH375的 U盘文件级子程序库供给了 USB存储设备的文件级接口，这些运用层接口 API包含了常用的文件级操作，能够移植并嵌入到各种常用的单片机程序中，编写程序时能够直接调用这些 API函数读写 U盘。单片机读写 U盘的程序流程如图 3所示。
单片机端程序用到的首要操作函数包含：
(1)初始化 CH375芯片：CH375Init;
(2)查询 U盘是否准备好：CH375DiskReady;
(3)翻开文件：CH375FileOpen;
(4)封闭文件：CH375FileClose;
(5)新建文件：CH375FileCreate;
(6)以字节为单位从文件读数据：CH375ByteRead;
(7)以字节为单位向文件写数据：CH375ByteWrite;
(8)以字节为单位移动文件指针：CH375ByteLocate。
3.2 从机形式
当图 1中的P1口衔接到PC机USB接口时，在 C8051F020单片机操控下，仪器切换到从机形式，设备能够与 PC机通讯，进行数据交换。
3.2.1 本地端的单片机软件
CH375专门用于处理 USB通讯，当 CH375接纳上位机发送的数据或发送完给上位机的数据后，以中止方法告诉单片机。本地端单片机程序首要完结 CH375的初始化和数据的接纳与发送，单片机操控 CH375对数据的处理进程如下：
1.单片机经过CH375芯片接纳数据的处理过程：
(1) 当 CH375接纳到 USB主机发来的数据后，首要确定当时 USB缓冲区，避免被后续数据掩盖，然后将中止引脚设置为低电平，向单片机恳求中止;
(2) 单片机进入中止服务程序，履行GET_STATUS指令获取中止状况;
(3) 在 GET_STATUS指令后将中止引脚康复为高电平，撤销中止;
(4) 判别中止状况，为“下传成功”，单片机履行 RD_USB_DATA指令从 CH375读取接纳到的数据;
(5) RD_USB_DATA指令完结后，开释缓冲区，持续 USB通讯;
(6) 退出中止服务程序。
2.单片机经过CH375芯片发送数据的处理过程：
(1)单片机履行 WR_USB_DATA指令向 CH375写入要发送的数据;
(2)CH375被动地等候 USB主机在需求时取走数据;
(3)当 USB主机取走数据后，CH375首要确定当时 USB缓冲区，避免重复发送数据，然后将中止引脚置低，向单片机恳求中止;
(4)单片机进入中止服务程序，获取中止状况，然后将中止引脚康复高电平，撤销中止;
(5)判别中止状况，为“上传成功”，单片机履行 WR_USB_DATA指令向 CH375写入另一组要发送的数据，若没有不履行。
(6)单片机履行 UNLOCK_USB指令，完结后开释缓冲区，持续 USB通讯;
(7)退出中止服务程序。 单片机首要在中止中完结数据收发与处理，中止服务程序流程图如图 4所示。
3.2.2 核算机端的软件接口
CH375在核算机端供给了运用层接口，该接口是 CH375动态链接库 DLL面向功用运用的API，包含：设备管理API、数据传输API、中止处理 API。 规划中选用 VC++6.0作为 PC端运用软件的开发渠道。首要在核算机上装置 CH375器材的驱动程序，然后将动态链接库 DLL拷贝到核算机中，最终将 DLL的拜访进口添加到 VC项目中，这样就能够完结对 USB设备的运用程序编程。
4.结束语
本文将双形式 USB数据传输方法运用于便携式比色计仪器中，充分体现了便携、灵敏和牢靠的长处。该设备既能够直接与 PC机进行数据通讯，作业于有核算机的实验室测验环境，也能够经过 U盘作为数据传输中介，使设备作业于在线检测。本方案有用处理了传统比色计仪器的限制，能够满意不同测验环境的要求，而且数据存储便利快速，具有宽广的运用远景。
