wifi USB读取器

1、基于Cortex -M3的WIFI USB读取器设计作品名称基于Cortex-M3的WIFI USB读取器设计作品简介系统主要由Cortex-M3处理器、USB读写模块、WIFI传输模块、电源外围器件和液晶屏等人机交互模块构成，使用KeilMDK软件平台对Cortex-M3进行开发编程，并利用Cortex-M3高效的性能完成快速的数据交换。系统基于WIFI无线传输，实现Android设备无线读写USB外部存储设备，能在无PC的紧急情况下为Android设备无法读取USB设备的难题提供一种解决方案，还能解决Android设备存储资源紧张的问题，让人们在生活中能够更方便地进行数据交换与共享。三元达

2、初赛作品设计方案 基于Cortex-M3的WIFI USB读取器设计一、 摘要3二、 研发背景3三、 功能指标31系统的读取速率32系统收发的有效距离4四、 工作原理41、USB读取模块42、WIFI模块43、Cortex-M344、SPI总线4五、 硬件框图5六、 软件流程6七、 参考文献71、 摘要为实现数据之间便捷,有效的通信。本系统采用了Cortex-M3单片机、USB读写模块、WIFI传输模块相结合的方式,用于实现Android手机利用WIFI无线网络读写USB接口设备。整个过程是Cortex-M3控制USB接口设备的读写，Android手机与Cortex-M3通过WIFI连接，An

3、droid手机就可以达到直接访问USB接口设备的目的。 本系统由USB读写模块、WIFI传输模块、Cortex-M3单片机及外围电路、电源、键盘及液晶人机交互模块等组成。关键字：Cortex-M3 USB读写 WIFI传输2、 研发背景我们现处在一个信息高速发展的时代，信息可谓无处不在，已经渗透到生活的方方面面。信息读取的方便性，可靠性成了人们必须考虑的一部分。目前，人们主要使用电脑读取USB外部存储设备。而有时发生紧急情况，身边没有电脑，读取信息就成了一个难题。WIFI USB读取器，是利用WIFI信号来读取外部USB存储设备，以达到无线获取信息的目的。如今无线网络的覆盖范围越来越广，无论在

4、学校，公司以及咖啡厅之类等场合都有无线接入点。当我们在这些场合中时，就可以无需通过电脑，而让手机、平板等支持WIFI功能的智能终端读取USB外部设备，为我们获取信息提供一种更方便的途径。在现今越来越多电子产品智能化、便携化、快捷化的背景下，只要有了USB外部存储设备，基于WIFI的 USB读取器可以让我们不必时时地处在电脑桌前，同时在一定程度上缓解移动终端内存不足的问题。如此，在信息化的时代中，我们可以更好地享受移动终端为我们带来的便捷。3、 功能指标1系统的读取速率USB读取模块，以SPI串行总线的工作方式与USB的接口设备进行数据交换，如此可以优于普通串口的工作方式，大大提高传输速率。 W

5、IFI收发模块， 若使用802.11b的无线网标准，最高可以达到11mbps的速率。并采用SPI总线与Cortex-M3进行数据交换，吞吐率可达2mbps。综合以上考虑，系统理想的读写速率至少能在2mbps以上。2系统收发的有效距离系统收发的有效距离基本上是决定于该系统所使用的WIFI模块的有效距离，按照市场上WIFI较普遍的覆盖范围（半径100米）而言，保守估计系统的WIFI覆盖可以达到半径30米的方圆内，满足一般家庭，公司等的场合需求。4、 工作原理1、USB读取模块本系统将采用基于CH376的USB读取模块。CH376是一个USB总线的通用接口芯片，具有8 位数据总线和读、写、片选控制线

6、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，CH376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。本系统采用的USB读写模块将支持SPI接口，与Cortex-M3的SPI总线相连，进行芯片之间的数据传输，提升数据的交换速率。2、WIFI模块采用RAK412 WIFI收发一体模块，支持SPI接口，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口与WIFI之间的相互转换，使串口设备可通过Internet网络传输自己的数据。3、Cortex-M3采用基于Cortex-M3芯片的核心板，利用Cor

7、tex-M3高速的处理效率，完成并口数据与串口数据间的快速转换，既可以快速地接收USB模块传来的并行数据，并作高速的缓存，再快速地转换为串行数据传输给WIFI模块进行无线传输。在接收数据时，同样Cortex-M3快速地接收WIFI模块传来的串行数据，并将其缓存，然后快速地转换为并行数据，传输给USB模块进行读取控制。4、SPI总线SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和

8、一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。5、 硬件框图WIFI USB读取器主要由Cortex-M3处理器、USB读写模块、WIFI传输模块、电源外围器件和液晶屏等人机交互模块构成，系统的硬件框图如下所示。总体的设计思路是：Cortex-M3控制CH376芯片对USB接口的读写和控制WIFI传输模块对WIFI接口数据的传输，同时Cortex-M3也要处理键盘输入的信息，Android终端与Cortex-M3通过WIFI连接，这样Android终端就可以直接访问

9、USB接口设备。Cortex-M3单片机控制模块是本系统的核心部分，它主要的工作是处理键盘输入、控制USB模块的读写和数据的存储同时控制WIFI模块的传输。USB读写模块主要是从USB接口设备中读取数据并将数据传给Cortex-M3，或者将Cortex-M3中收到的数据写入USB接口设备。 WIFI传输模块主要通过路由器与终端设备相连接，进行数据交换。同时与单片机采用SPI总线方式连接，进行数据传输。键盘及液晶屏人机交互模块完成的是控制信息的输入功能和一些数据的显示。USB接口设备USB读写模块Cortex-M3处理器Wi-Fi传输模块路由器Android设备SPI电源等外围器件液晶屏SPI

10、系统硬件框图开始开始6、 软件流程系统初始化系统初始化建立连接已建立无线通信?N有来自安卓客户端的读取指令？NY有来自安卓客户端的数据?YCortex-M3对SPI总线进行初始化，SPI片选至USB读写模块NYCortex-M3对SPI总线进行初始化，并配置SPI片选至WIFI模块USB读写模块读取目标地址文件通过SPI总线向Cortex-M3传输数据通过SPI总线往Cortex-M3发送数据Cortex-M3将数据缓存至寄存器发送完毕？NN传输完毕?YYCortex-M3将USB读写模块的SPI使能端关闭，片选至WIFI模块将WIFI模块的SPI使能端关闭，并片选USB读写模块的SPI使能端Cortex-M3将缓存的数据通过SPI发送给WIFI模块通过SPI总线向USB读写模块传输数据发送完毕？NYN接收完毕?YWIFI模块将接收到的数据通过无线发送USB读写模块的SPI使能端关闭，并片选至WIFI模块结束b)数据读取流程a)数据写入流程结束USB读写模块将接收到的数据写入USB设备的目