STM32 SPI总线驱动CH376T实现U盘/TF卡读写全解析—CH376数据手册分析（中上） | 零基础入门STM32第七十三步
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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
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：
- 写命令到命令端口（A0=1）。
- 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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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）