2024/04/30(火)CH376でUSBメモリの読み書きをする。

電子工作::雑記
江蘇沁恒股分有限公司　wch.cn　のシリアル通信対応のUSBマスストレージ管理ICを使うためにいろいろと実験した記録。
チップ単体では秋月電子でも取り扱いがあって入手性も問題ない。
USBメモリ&SDカード ファイル管理制御IC CH376S
実験用にモジュールキットはAliexpressで入手した。

概要

  • ボーレートは9600で動かせる。9600bps, 8N1
  • SD制御を行わない場合、5V電源の5VIO単一の回路構成にできる。
  • そのためモジュールキットのLDOを除去してバイパス、V3pinはデータシート通りで10nF接続した。
  • USBシリアル側も5VIOで実験できる。秋月のType-C USBシリアルがソレ。
  • D4,5,6ピンをVccに接続することで、電源投入時に9600buadとなるはず。
CH376_TEST_pic.jpg

UART制御時の仕様

UART通信仕様として、
通信キャリブレーションとして常に先頭に 0x57, 0xAB を付加してからコマンドを送信する。
送受信の表記はすべて16進数。
例1
　送信:57 AB 06 01
　57 AB=コマンド接頭語(固定)
　06=CHECK_EXIST
　01=テストバイト引数
　受信:FE(テストバイトの反転バイト)

　送信57 AB 06 55 → 受信AA
　送信57 AB 06 AA → 受信55

例2
　送信:57 AB 01
　57 AB=コマンド接頭語(固定)
　01=GET_IC_VER
　受信=41など、バージョン番号が返る

初期化手順

  • CHECK_EXIST 06 通信確認
    • 送信 57 AB 06 55
    • 受信 AA
  • RESET_ALL 05 リセット
    • 送信 57 AB 05
    • 受信 (なし)
  • CHECK_EXIST 06 通信確認
    • 送信 57 AB 06 AA
    • 受信 55
  • GET_IC_VER 01 チップバージョン
    • 送信 57 AB 01
    • 受信 41（など）
  • SET_USB_MODE 15 USBモードを設定(USBメモリ接続の場合は06)
    • 送信 57 AB 15 06
    • 受信 51(CMD_RET_SUCCESS)
この時USBデバイスが挿さっていると追加で15(USB_INT_CONNECT)を受信
以降、現在の状態でUSBデバイスが挿されると15,抜かれると16(USB_INT_DISCONNECT)が返る
  • DISK_CONNECT 30 DISK接続
    • 送信 57 AB 30
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば、ディスク接続完了。
  • DISK_MOUNT 31 DISKマウント
    • 送信 57 AB 31
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば、ディスクをマウント完了。
これでディスクアクセスの準備完了

接続されたディスクの容量を確認

  • DISK_CAPACITY 3E DISK容量取得
    • 送信 57 AB 3E
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば、でディスク容量を取得完了。内部バッファにデータが格納される。
  • RD_USB_DATA0 27 バッファ読み出し
    • 送信 57 AB 27
    • 受信 04 FF FF EF 00(など) バッファ内容が返る。
      • 04(バッファデータバイト長)、00EFFFFF(ディスクセクタ数)
      • →1セクタ512byte(標準)なので0x00EFFFFF * 512 = 8,053,063,168 bytesとなり8GBのUSBメモリであることがわかる。

読み込みテスト

ルートディレクトに「1234.TXT」があり、内容は「1234567890ABCDEF」であるとする。
  • SET_FILE_NAME 2F 操作ファイル名を設定
    • 送信 57 AB 2F 2F 31 32 33 34 2E 54 58 54 00
      • 2F 31 32 33 34 2E 54 58 54 00 がファイル名(ファイルパス)"/1234.TXT\0"
    • 受信 (なし)
  • FILE_OPEN 32 ファイルオープン
    • 送信 57 AB 32
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば成功
  • BYTE_READ 3A ファイルから内部バッファへ読み込み
    • 送信 57 AB 3A 08 00
      • 08 00 (読み出しバイト数、0008(8byte))
    • 受信 1D(USB_INT_DISK_READ)が返れば成功
  • RD_USB_DATA0 27 バッファ内容を取得
    • 送信 57 AB 27
    • 受信 08 31 32 33 34 35 36 37 38(など)が返る。
      • 08(バッファデータ長)、31 32 33 34 35 36 37 38(バッファ内容="12345678")
BYTE_READ, RD_USB_DATA0を繰り返しファイル末端へ到達した場合
  • RD_USB_DATA0 27 バッファ内容を取得
    • 送信 57 AB 27
    • 受信 00
      • 00(バッファデータ長)が返れば、それはファイル末尾まで読み出し完了し、読み込めたバイト数が0(なし)であることを示す。
  • FILE_CLOSE 36 ファイルクローズ
    • 送信 57 AB 36 00
      • 00(ファイルサイズの自動更新をしない)
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば成功

書込みテスト

  • SET_FILE_NAME 2F 操作ファイル名を設定
    • 送信 57 AB 2F 2F 57 52 49 54 45 2E 54 58 54 00
      • 2F 57 52 49 54 45 2E 54 58 54 00 がファイル名(ファイルパス)"/WRITE.TXT\0"
  • FILE_CREATE 34 ファイル作成/オープン
    • 送信 57 AB 34
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば成功。
      • すでに存在するファイル名の場合、その内容は削除される
  • BYTE_WRITE 3C 書き込みバッファ領域確保
    • 送信 57 AB 3C 05 00
      • 05 00(データバイト長0005(5byte))
    • 受信 1E(USB_INT_DISK_WRITE)が返れば成功
  • WR_REQ_DATA 2D 書き込みデータ送信
    • 送信 57 AB 2D 31 32 33 34 00
      • 31 32 33 34 00 が"1234\0"
    • 受信 05(など)が返る。
      • 05(書き込みできたバイト数05(5byte))
  • BYTE_WR_GO 3D 書き込みを完了させる（？）(Flush？)
    • 送信 57 AB 3D
      • 次の書き込み要求待ちにする(？) これについては詳細不明だが、このコマンドがないと実際にデータが書き込みされない。
  • FILE_CLOSE 36 ファイルクローズ
    • 送信 57 AB 36 01
      • 01(ファイルサイズの自動更新をする)
    • 受信 14(USB_INT_SUCCESS)が返れば成功