標題: STM32的簡單的SD卡讀寫（不帶文件系統(tǒng)，SPI方式） [打印本頁]
作者: sr861126 時間: 2019-10-10 19:22
標題: STM32的簡單的SD卡讀寫（不帶文件系統(tǒng)，SPI方式）
SD卡一般支持兩種讀寫模式，SPI和SDIO模式，SD卡的引腳排序如下圖所示。
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SPI模式下有幾個重要的操作命令，分別是：
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SD卡R1回應(yīng)的格式如下
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SPI模式下的典型初始化過程如下：
1、初始化硬件配置，SPI配置，IO配置等。
2、上電延時。（>74CLK）
3、復位卡。（CMD0）
4、激活卡，內(nèi)部初始化并獲取卡的類型。
5、查詢OCR，獲取供電情況。
6、是否使用CRC（CMD59）。
7、設(shè)置讀寫塊數(shù)據(jù)長度（CMD16）。
8、讀取CSD，獲取存儲卡的其他信息（CMD9）
9、發(fā)送8CLK后，禁止片選。
SPI模式下的典型讀取數(shù)據(jù)的過程如下，這里采用CMD17來實現(xiàn)。
1、發(fā)送CMD17。
2、接收卡響應(yīng)R1。
3、接收數(shù)據(jù)起始令牌0XFE。
4、接收數(shù)據(jù)。
5、接收兩個字節(jié)的CRC，如果沒有開啟CRC。這兩個字節(jié)在讀取后可以丟掉。
6、8CLK之后禁止片選。
SPI模式下的典型寫數(shù)據(jù)的過程如下，這里采用CMD24來實現(xiàn)。
1、發(fā)送CMD24。
2、接收卡響應(yīng)R1。
3、接收數(shù)據(jù)起始令牌0XFE。
4、接收數(shù)據(jù)。
5、發(fā)送兩個字節(jié)的偽CRC。
6、8CLK之后禁止片選。
具體代碼實現(xiàn)如下。
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_FLASH_Init
* Description : Initializes the peripherals used by the SPI FLASH driver.
* Input : None
* Output : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void SPI_SD_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* 使能SPI對應(yīng)引腳的時鐘 使能SPI1的時鐘 */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
/*配置SPI的時鐘線SCK和SPI的MOSI線和SPI的MISO線 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用功能的推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*配置SPI的片選線：CSN */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* 拉高CSN引腳，停止使能SD*/
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_8);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
// 配置SPI,使它適合SD的特性
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //雙線雙向全雙工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主器件
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;//8位數(shù)據(jù)長度
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //時鐘懸空時為高
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //數(shù)據(jù)捕獲于第2個時鐘沿
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信號由外部管腳管理
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;//波特率預(yù)分頻值為4
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝粋�字節(jié)為MSB
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC的多項式
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
/* 使能SPI1 */
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_FLASH_SendByte
* Description : 發(fā)送一個數(shù)據(jù)，同時接收從FLASH返回來的數(shù)據(jù)
* Input : byte : byte to send.
* Output : None
* Return : The value of the received byte.
*******************************************************************************/
u8 SPIx_ReadWriteByte(u8 byte)
{
/* 等待數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器清空 */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
/* 通過SPI發(fā)送出去一個字節(jié)數(shù)據(jù) */
SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);
/* 等待接收到一個數(shù)據(jù)（接收到一個數(shù)據(jù)就相當于發(fā)送一個數(shù)據(jù)完畢） */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
/* 返回接收到的數(shù)據(jù) */
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_FLASH_SendHalfWord
* Description : 發(fā)送并接受一個半字數(shù)據(jù)（16位）
* Input : Half Word : Half Word to send.
* Output : None
* Return : The value of the received Half Word.
*******************************************************************************/
u16 SPIx_ReadWriteHalfWord(u16 HalfWord)
{
/* 等待數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器清空 */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
/* 通過SPI發(fā)送出去半個字的數(shù)據(jù) */
SPI_I2S_SendData(SPI1, HalfWord);
/* 等待接收到一個半字數(shù)據(jù)（接收到一個數(shù)據(jù)就相當于發(fā)送一個數(shù)據(jù)完畢） */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
/* 返回接收到的數(shù)據(jù) */
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}
//SPI 速度設(shè)置函數(shù)
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2 2分頻 (SPI 36M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_8 8分頻 (SPI 9M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_16 16分頻 (SPI 4.5M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分頻 (SPI 281.25K@sys 72M)
void SPIx_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SpeedSet ;
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
}
/******************************END OF INIT_SPI*****************************/
/******************************START OF SD_OPERATION***********************/
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_Select
* 功能描述 : 選擇SD卡，并等待SD卡準備好
* 進入?yún)?shù) : 無.
* 返回參數(shù) : 0：成功 1：失敗
* 備注說明 : SD卡準備好會返回0XFF
*******************************************************************************/
u8 SD_Select(void)
{
uint32_t t=0;
SD_CS(OFF); //片選SD，低電平使能
do
{
if(SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF)==0XFF)return 0;//OK
t++;
}while(t<0XFFFFFF);//等待
SD_DisSelect(); //釋放總線
return 1;//等待失敗
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_RecvData
* 功能描述 : 從sd卡讀取一個數(shù)據(jù)包的內(nèi)容
* 進入?yún)?shù) : buf：數(shù)據(jù)緩存數(shù)組 len要讀取的數(shù)據(jù)的長度
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : 讀取時需要等待SD卡發(fā)送數(shù)據(jù)起始令牌0XFE
*******************************************************************************/
u8 SD_RecvData(u8*buf,u16 len)
{
u16 Count=0xF000;//等待次數(shù)
while ((SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF)!=0xFE)&&Count)Count--;//等待得到讀取數(shù)據(jù)令牌0xfe
if (Count==0) return MSD_RESPONSE_FAILURE;//獲取令牌失敗,返回0XFF
while(len--)//開始接收數(shù)據(jù)
{
*buf=SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
buf++;
}
//下面是2個偽CRC（dummy CRC），假裝接收了2個CRC
SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
return 0;//讀取成功
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_SendBlock
* 功能描述 : 向sd卡寫入一個數(shù)據(jù)包的內(nèi)容 512字節(jié)
* 進入?yún)?shù) : buf:數(shù)據(jù)緩存區(qū) cmd:數(shù)據(jù)發(fā)送的令牌
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : 寫數(shù)據(jù)時需要先發(fā)送數(shù)據(jù)起始令牌0XFE/0XFC/0XFD
*******************************************************************************/
u8 SD_SendBlock(u8*buf,u8 cmd)
{
u32 t,Count=0XFFFFFF;
while ((SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF)!=0xFF)&&Count)Count--;//等待SD卡準備好
if (Count==0) return MSD_RESPONSE_FAILURE;//SD卡未準備好，失敗，返回
SD_SPI_ReadWriteByte(cmd); //發(fā)送數(shù)據(jù)起始或停止令牌
if(cmd!=0XFD)//在不是結(jié)束令牌的情況下，開始發(fā)送數(shù)據(jù)
{
for(t=0;t<512;t++)SPIx_ReadWriteByte(buf[t]);//提高速度,減少函數(shù)傳參時間
SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);//發(fā)送2字節(jié)的CRC
SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
t=SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);//緊跟在CRC之后接收數(shù)據(jù)寫的狀態(tài)
if((t&0x1F)!=0x05)return MSD_DATA_WRITE_ERROR;//寫入錯誤
}
return 0;//寫入成功
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_SendCmd
* 功能描述 : 向sd卡寫入一個數(shù)據(jù)包的內(nèi)容 512字節(jié)
* 進入?yún)?shù) : cmd：命令 arg：命令參數(shù) crc：crc校驗值及停止位
* 返回參數(shù) : 返回值:SD卡返回的對應(yīng)相應(yīng)命令的響應(yīng)
* 備注說明 : 響應(yīng)為R1-R7，見SD協(xié)議手冊V2.0版（2006）
*******************************************************************************/
u8 SD_SendCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
u8 r1;
u8 Retry=0;
SD_DisSelect();//取消上次片選釋放總線
if(SD_Select())return 0XFF;//檢查片選信號線是否選擇成功
//發(fā)送
SD_SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40);//分別寫入命令
SD_SPI_ReadWriteByte(arg >> 24);
SD_SPI_ReadWriteByte(arg >> 16);
SD_SPI_ReadWriteByte(arg >> 8);
SD_SPI_ReadWriteByte(arg);
SD_SPI_ReadWriteByte(crc);
if(cmd==CMD12)SD_SPI_ReadWriteByte(0xff);//Skip a stuff byte when stop reading
//等待響應(yīng)，或超時退出
Retry=0X1F;
do //發(fā)送一定數(shù)量的時鐘信號，等待SD卡回應(yīng)0X01（0x01表示命令發(fā)送成功，回復0XFF表示失敗）
{
r1=SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
}while((r1&0X80) && Retry--); //等待返回非0XFF的數(shù)據(jù)
//返回狀態(tài)值
return r1;
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_GetCID
* 功能描述 : 獲取SD卡的CID信息，包括制造商信息
* 進入?yún)?shù) : cid_data(存放CID的內(nèi)存，至少16Byte
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : CID寄存器內(nèi)容詳見SD協(xié)議手冊V2.0版（2006）
*******************************************************************************/
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)
{
u8 r1;
//發(fā)CMD10命令，讀CID
r1=SD_SendCmd(CMD10,0,0x01);
if(r1==0x00)
{
r1=SD_RecvData(cid_data,16);//接收16個字節(jié)的數(shù)據(jù)
}
SD_DisSelect();//取消片選
if(r1)return 1;
else return 0;
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_GetCSD
* 功能描述 : 獲取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
* 進入?yún)?shù) : cid_data(存放CSD的內(nèi)存，至少16Byte
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : CSD寄存器內(nèi)容詳見SD協(xié)議手冊V2.0版（2006）
*******************************************************************************/
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)
{
u8 r1;
r1=SD_SendCmd(CMD9,0,0x01);//發(fā)CMD9命令，讀CSD
if(r1==0)
{
r1=SD_RecvData(csd_data,16);//接收16個字節(jié)的數(shù)據(jù)
}
SD_DisSelect();//取消片選
if(r1)return 1;
else return 0;
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_GetSectorCount
* 功能描述 : 獲取SD卡的總扇區(qū)數(shù)（扇區(qū)數(shù)
* 進入?yún)?shù) : cid_data(存放CSD的內(nèi)存，至少16Byte
* 返回參數(shù) : 0：獲取容量出錯 其他：SD卡的扇區(qū)數(shù)量值
* 備注說明 : SD卡的容量的計算公式SD協(xié)議手冊V2.0版（2006）
*******************************************************************************/
u32 SD_GetSectorCount(void)
{
u8 csd[16];
u32 Capacity;
u8 n;
u16 csize;
//取CSD信息，如果期間出錯，返回0
if(SD_GetCSD(csd)!=0) return 0; //獲取容量失敗
//如果為SDHC卡，按照下面方式計算
if((csd[0]&0xC0)==0x40) //V2.00的卡
{
csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;
Capacity = (u32)csize << 10;//得到扇區(qū)數(shù)
}
else//V1.XX的卡
{
n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;
csize = (csd[8] >> 6) + ((u16)csd[7] << 2) + ((u16)(csd[6] & 3) << 10) + 1;
Capacity= (u32)csize << (n - 9);//得到扇區(qū)數(shù)
}
return Capacity;
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_ReadDisk
* 功能描述 : 讀SD卡
* 進入?yún)?shù) : buf:數(shù)據(jù)緩存區(qū) sector:欲讀取的地址 cnt:欲讀取的扇區(qū)數(shù)
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : 1.讀取的地址必須是一個扇區(qū)的起始
2.必須是SD2.0卡，其他的卡不處理
*******************************************************************************/
u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
if(cnt==1)
{
r1=SD_SendCmd(CMD17,sector,0X01);//讀命令
if(r1==0)//指令發(fā)送成功
{
r1=SD_RecvData(buf,512);//接收512個字節(jié)
}
}
else
{
r1=SD_SendCmd(CMD18,sector,0X01);//連續(xù)讀命令
do
{
r1=SD_RecvData(buf,512);//接收512個字節(jié)
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
SD_SendCmd(CMD12,0,0X01); //發(fā)送停止命令
}
SD_DisSelect();//取消片選
return r1;//
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_WriteDisk
* 功能描述 : 寫SD卡
* 進入?yún)?shù) : buf:數(shù)據(jù)緩存區(qū) sector:待寫的地址 cnt:待寫的扇區(qū)數(shù)
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : 1.寫的地址必須是一個扇區(qū)的起始
2.必須是SD2.0卡，其他的卡不處理
*******************************************************************************/
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
if(cnt==1)
{
r1=SD_SendCmd(CMD24,sector,0X01);//單個扇區(qū)寫命令
if(r1==0)//指令發(fā)送成功
{
r1=SD_SendBlock(buf,0xFE);//寫512個字節(jié)
}
}
else
{
if(SD_Type!=SD_TYPE_MMC)
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
SD_SendCmd(CMD23,cnt,0X01);//發(fā)送待寫入的扇區(qū)的數(shù)量，此命令用來預(yù)擦除所有待寫入的扇區(qū)
}
r1=SD_SendCmd(CMD25,sector,0X01);//連續(xù)寫命令，發(fā)送起始地址
if(r1==0)
{
do
{
r1=SD_SendBlock(buf,0xFC);//發(fā)送512個字節(jié)
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
r1=SD_SendBlock(0,0xFD);//發(fā)送停止位
}
}
SD_DisSelect();//取消片選
return r1;//
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : SD_Initialize
* 功能描述 : 寫SD卡
* 進入?yún)?shù) : 無
* 返回參數(shù) : 0：成功 其他：失敗
* 備注說明 : 1.寫的地址必須是一個扇區(qū)的起始
2.必須是SD2.0卡，其他的卡不處理
*******************************************************************************/
u8 SD_Initialize(void)
{
u8 r1; // 存放SD卡的返回值
u16 retry; // 用來進行超時計數(shù)
u8 buf[4];
u16 i;
SPI_SD_Init(); //初始化IO
SD_SPI_SpeedLow(); //設(shè)置到低速模式
for(i=0;i<10;i++)SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF);//發(fā)送最少74個脈沖,此時保持片選線是高電平
retry=20;
do
{
r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);//進入復位，同時選中了SPI模式（發(fā)送CMD0時，CSN為低電平）
}while((r1!=0X01) && retry--);
SD_Type=0;//默認無卡
if(r1==0X01)
{
if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1)//利用V2.0版SD卡特有的命令CMD8檢查是否為2.0卡
{
for(i=0;i<4;i++)buf[ i]=SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF); //Get trailing return value of R7 resp
if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA)//卡是否支持2.7~3.6V
{
retry=0XFFFE;
do
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //發(fā)送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);//發(fā)送CMD41
}while(r1&&retry--);
if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0)//鑒別SD2.0卡版本,讀取OCR的值
{
for(i=0;i<4;i++)buf[ i]=SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF);//得到OCR值
if(buf[0]&0x40)SD_Type=SD_TYPE_V2HC; //檢查CCS (第30位)
else SD_Type=SD_TYPE_V2;
}
}
}
else//不是2.0卡的情況下，檢查是否為1.0卡或者mmc卡
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //發(fā)送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01); //發(fā)送CMD41
if(r1<=1)//發(fā)送CMD55和CMD41成功，表示這是1.0卡
{
SD_Type=SD_TYPE_V1;
retry=0XFFFE;
do //等待退出IDLE模式
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //發(fā)送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);//發(fā)送CMD41 進行初始化
}while(r1&&retry--);
}
else //不是1.0卡，則考慮是MMC卡
{
SD_Type=SD_TYPE_MMC;//先假設(shè)是MMC卡
retry=0XFFFE;
do //等待退出IDLE模式
{
r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);//發(fā)送CMD1，利用復位功能判斷是否為MMC卡
}while(r1&&retry--); //發(fā)送復位命令，超時則復位失敗
}
if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0)SD_Type=SD_TYPE_ERR;//MMC卡復位失敗
}
}
SD_DisSelect();//取消片選
SD_SPI_SpeedHigh();//高速
if(SD_Type)return 0; //初始化成功
else if(r1)return r1; //初始化失敗
return 0xaa;//其他錯誤
}
作者: 獨自去偷樂 時間: 2021-4-28 15:32
你好 題主，現(xiàn)在 在學習SPI與SD卡的數(shù)據(jù)傳輸 ，可以發(fā)一份你的工程文件給大家嗎?
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