CN116467761A - 外部触发式保护u盘及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种外部触发式保护U盘及其控制方法，所述U盘包括U盘本体，U盘本体内集成有MCU、存储器、电压转换器、USB‑A型连接器，U盘本体上设有触发单元，MCU与存储器、电压转换器、USB‑A型连接器、触发单元电连接。本发明通过增加按键开关就可以实现U盘热插拔的安全性，防止因为误操作，造成U盘数据丢失。
Description
技术领域
本发明涉及U盘技术领域，尤其涉及一种外部触发式保护U盘及其控制方法。
背景技术
U盘是USB(universal serial bus)盘的简称，其谐音也称“优盘”。U盘是闪存的一种，故有时也称作闪盘。U盘与硬盘的最大不同是，它不需物理驱动器，即插即用，且其存储容量远超过软盘，极便于携带。
然而，U盘在使用时由于非法操作，非常容易导致U盘数据丢失，造成无法返回的局面。
目前市场上的U盘是使用PC机的USB接口供电，当使用U盘读写数据没有完成时，或者当前U盘的文件夹没有关闭时，此时我们使用鼠标操作移除U盘时，PC的操作系统会提示当前有进程正在运行，不能移除U盘，我只能到任务管理器中查找跟U盘相关的进程，然后关闭此进程后才能移除U盘，如果直接热插拔U盘，就会造成U盘数据出错，有可能会造成U盘数据丢失，这样无疑给工作带来很多不便。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种外部触发式保护U盘及其控制方法，以U盘热插拔的安全性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种外部触发式保护U盘，包括U盘本体，U盘本体内集成有MCU、存储器、电压转换器、USB-A型连接器，U盘本体上设有触发单元，MCU与存储器、电压转换器、USB-A型连接器、触发单元电连接；
MCU检测到触发单元的触发信号后，进行如下操作：
A、MCU终止对存储器当前的读写操作；
B、MCU控制存储器进入写保护状态；
C、MCU通过USB-A型连接器向PC机发送清空剪切板请求；
D、MCU通过USB-A型连接器向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
E、MCU关闭文件系统。
进一步地，U盘本体上设有与MCU电连接的LED，PC机通过USB-A连接器与MCU建立通讯时，MCU控制LED亮；MCU关闭文件系统后控制LED灭掉，表示U盘关闭。
进一步地，U盘本体内集成有与MCU电连接的12MHz晶体。
进一步地，触发单元为按键或者压力传感器。
相应地，本发明实施例还提供了一种外部触发式保护U盘的控制方法，包括：
步骤1：MCU检测到触发单元的信号后，MCU终止对存储器当前的读写操作；
步骤2：MCU控制WP脚输出低电平使存储器进入写保护状态，存储器将拒绝数据的存储；
步骤3：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送清空剪切板请求；
步骤4：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
步骤5：MCU关闭文件系统。
进一步地，步骤5之后还包括：
步骤6：MCU控制LED关闭，表示U盘关闭。
本发明的有益效果为：本发明通过增加按键开关就可以实现U盘热插拔的安全性，防止因为误操作，造成U盘数据丢失。
附图说明
图1是本发明实施例的外部触发式保护U盘的原理框图。
图2是本发明实施例的外部触发式保护U盘的控制方法的流程示意图。
实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参照图1，本发明实施例的外部触发式保护U盘由U盘控制器（MCU），存储器（eMMC），电压转换器（LDO），按键、12MHz晶体、USB-A型连接器组成。
U盘控制器（MCU）：MCU的主要作用是协议处理、数据转换和控制。
存储器（eMMC）：主要作用是存储。
MCU支持SDIO接口协议，目前市场是流行的eMMC基本都是支持SDIO接口协议的。MCU的1、2、3、4、5、6、7、8管脚为SDIO接口的数据位，数据位是双向的，用于对eMMC进行数据读写操作；9管脚为SDIO接口的命令位，MCU对eMMC芯片进行读写操作时首先需要通过9管脚下发命令后才能对eMMC进行读写操作用于开始传输的命令，是由端发往端的；10管脚为SDIO接口的时钟信号，传输数据时，用于数据位同步作用；16管脚为写保护管脚，此管脚为低有效，低电平时写保护打开，高电平时关闭写保护；15管脚为按键中断管脚，用于接收按键中断；17管脚为LED控制管脚，U盘正常工作时，17管脚控制LED红灯亮，U盘关闭时，17管脚控制LED红灯关闭。
12MHz晶体为MCU芯片提供12MHz参考时钟。12MHz晶体作为MCU系统时钟参考输入时钟，MCU内部的USB controller、SDIO controller、INT controller等控制器的参考时钟都是使用12M晶体提供的参考时钟。
电压转换器（LDO）：电压转换器的作用是把USB-A口输入的VBUS电压（5V）转换为3.3V电压，为MCU和eMMC供电。LDO电压转换器为MCU、eMMC提供供电电压，电源输入则来自于USB-A型连接器。
按键使用轻触按键，当人手按住轻触按键时，此按键会发出一个低电平信号给到MCU，表示外部中断事件触发。
LED红灯起到指示作用，通过MCU控制。
按键：手动按键，触发中断信号，发给MCU，作为关闭文件系统的触发信号。按键优选通过结构流线型设计，安置在U盘本体的中间位置。具体实施时，按键也可更换为压力传感器，用手捏住U盘时，压力传感器会把压力数据传给MCU，MCU判断是否是做拔出U盘动作，并且MCU会通过USB总线与PC机通信，通知PC机做出拔出U盘操作，而MCU也会自动关闭文件系统，从而实现安全拔出U盘操作。
USB-A型连接器：U盘与PC机连接接口。
MCU具有 8 位数据总线和USB总线，MCU通过USB-A型连接器与PC机连接。
MCU通过8位数据总线与eMMC芯片的8位数据总线连接，MCU通过读写控制信号对eMMC芯片进行读写操作。
MCU参考时钟通过外挂12MHz晶体提供12MHz参考时钟，MCU芯片可以输出5MHz参考时钟，作为eMMC芯片的参考时钟输入。
LED：U盘工作状态指示，红灯亮：U盘工作状态；红灯灭：U盘关闭状态
当外部触发式保护U盘插入PC机后，PC机通过USB-A连接器为外部触发式保护U盘供电，PC机通过USB协议枚举到U盘插入后，双方建立通讯后，MCU控制LED红灯点亮。
外部触发式保护U盘的MCU芯片调取存储器中的基本信息及文件信息，并通过USB-A连接器发送给PC机，PC机接收数据后，就会提示发现新硬件，并开始安装U盘的驱动程序。驱动程序安装完成之后，接着用户就看见U盘存储器中的文件了。
当操作PC机把U盘设置为只读模式时，只读命令通过USB-A连接器发送给MCU芯片，则MCU芯片控制eMMC的16管脚为低电平，进入写保护状态。
当操作PC机把U盘设置为非只读模式时，只读命令通过USB-A连接器发送给MCU芯片，则MCU芯片控制eMMC的16管脚为高电平，退出写保护状态。
当PC机用户向外部触发式保护U盘中存储数据时，PC机通过USB-A连接器将写操作命令发送到MCU芯片，MCU芯片接收到写操作命令后，MCU芯片首先检测eMMC的16管脚的电平，若此管脚为高电平信号，则MCU芯片通过SDIO协议对eMMC芯片进行写操作。若此管脚为低电平信号，则MCU芯片通过USB-A连接器向PC机发送回执，eMMC处于写保护状态，禁止写操作。
当PC机用户需要读取外部触发式保护U盘中数据时，PC机通过USB-A连接器将读操作命令发送到MCU芯片，则MCU芯片通过SDIO协议对eMMC芯片进行读操作。
当PC机用户想要拔出外部触发式保护U盘时，U盘用于触发的按键是通过结构流线型设计，安置在U盘的中间位置，人手按住U盘中间位置时就会触发按键中断，MCU检测到按键中断触发后，会做如下操作：
A、MCU终止对eMMC芯片当前的读写操作；
B、MCU控制eMMC芯片的16管脚为低电平，使用eMMC进入写保护状态；
C、MCU通过USB协议向PC机发送清空剪切板请求；
D、MCU通过USB协议向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
E、MCU关闭文件系统；
F、MCU通过17管脚控制LED灭掉，表示U盘关闭；
MCU做完上述操作后，PC机会提示“当前U盘已移除”，U盘可以直接拔出。
请参照图2，本发明实施例的外部触发式保护U盘的控制方法，包括：
步骤1：MCU检测到触发单元的信号后，MCU终止对存储器芯片当前的读写操作；
步骤2：MCU向存储器发送一个写保护信号（MCU控制WP脚输出低电平使存储器进入写保护状态），存储器将拒绝数据的存储；
步骤3：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送清空剪切板请求；
步骤4：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
步骤5：MCU关闭文件系统。
作为一种实施方式，步骤5之后还包括：
步骤6：MCU通过控制LED灭掉，表示U盘关闭。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (6)
1.一种外部触发式保护U盘，包括U盘本体，U盘本体内集成有MCU、存储器、电压转换器、USB-A型连接器，其特征在于，U盘本体上设有触发单元，MCU与存储器、电压转换器、USB-A型连接器、触发单元电连接；
MCU检测到触发单元的触发信号后，进行如下操作：
A、MCU终止对存储器当前的读写操作；
B、MCU控制存储器进入写保护状态；
C、MCU通过USB-A型连接器向PC机发送清空剪切板请求；
D、MCU通过USB-A型连接器向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
E、MCU关闭文件系统。
2.如权利要求1所述的外部触发式保护U盘，其特征在于，U盘本体上设有与MCU电连接的LED，PC机通过USB-A连接器与MCU建立通讯时，MCU控制LED亮；MCU关闭文件系统后控制LED灭掉，表示U盘关闭。
3.如权利要求1所述的外部触发式保护U盘，其特征在于，U盘本体内集成有与MCU电连接的12MHz晶体。
4.如权利要求1所述的外部触发式保护U盘，其特征在于，触发单元为按键或者压力传感器。
5.一种外部触发式保护U盘的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：MCU检测到触发单元的信号后，MCU终止对存储器当前的读写操作；
步骤2： MCU控制WP脚输出低电平使存储器进入写保护状态，存储器将拒绝数据的存储；
步骤3：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送清空剪切板请求；
步骤4：MCU通过USB-A型连接器向PC机发送关闭与U盘操作相关的文件与进程；
步骤5：MCU关闭文件系统。
6.如权利要求1所述的外部触发式保护U盘的控制方法，其特征在于，步骤5之后还包括：
步骤6：MCU控制LED关闭，表示U盘关闭。
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