STM32 基础篇——SD 卡实验

只看该作者 · 2018-3-20 16:23

然后进入 SPI 模式。也就是在片选信号为低电平时，发送 CMD0。

只看该作者 · 2018-3-20 16:27

发送 CMD8。如果是非法命令，那么该卡是 SD 卡 V1.0 协议（MMC
卡也是得到非法回应）。如果得到正确回应，说明该卡是 SD 卡 V2.0
或者更高版本的协议。

只看该作者 · 2018-3-20 16:27

当 SD 卡是 V2.0 协议或者更高版本时：
a) CMD8 正确回应，读取返回值中的“提供电压”和“模式检测”，
看看是否匹配，否则卡出错。
b) 从上面的流程我们看到这里应该是在读取 CMD58 中的返回值，
以确定匹配电压，可是在 CMD8 的时候，我们也有检测过，所
以这里可以省略。
c) 发送 ACMD41。要注意，ACMD41 是特定的应用命令，所以发
送 ACMD41 的时候，要先发送 CMD55 告诉 SD 卡，接下来的命
令是特定的应用命令。
d) 发送 CMD58，读取 CCS，查看 SD 卡是高容量卡（2G 及 2G 以
上为高容量卡）还是标准卡。

只看该作者 · 2018-3-20 16:33

当 SD 卡是 V1.0 协议的时候：
a) 发送 CMD58，读取电压检测。如果检测电压出错，表示卡出错。
（也可以省略。）
b) 发送 ACMD41。要注意，ACMD41 是特定的应用命令，所以发
送 ACMD41 的时候，要先发送 CMD55 告诉 SD 卡，接下来的命
令是特定的应用命令。

只看该作者 · 2018-3-20 16:33

SD 卡的初始化步骤就如上述，而程序实现如下：
int8_t SD_Init(void)
{
uint8_t r1, buf[4];
uint16_t i = 0;
SD_GPIO_Config();
SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_256);
/* 将 SD 卡通信模式转换为 SPI 模式，上电默认是用 DAT0 作数据线 */
/* 接到 CMD0 时，CS 信号有效，SPI 模式启动 */
for(i=0; i<0x0F; i++)//初始时，先发送至少 74 个时钟，这个是必须的。
{
SPI2_WriteReadData(0xFF); //发送 8*16 个
}
/* 当读取到 0x01 的时候表示初始化成功 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD0, 0, 0x95) != 0x01)
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //初始化失败返回 0
}
}
/* 发送 CMD8，检测是否 SD V2.0 */
i = 0;
do
{
i++;
if(i > 100)  //若是发送超过次数跳出循环管
{
break;
}
r1 = SD_WriteCmd(SD_CMD8, 0x01AA, 0x87);
}
while(r1 != 0x01); //发送 CMD8
if(r1 == 0x01) //如果 CMD8 有回应说明是 SD V2.0 协议
{
/* 读取 CMD8 的返回值，检测是否支持电压 */
/* 读取 CMD8 的返回值，检测是否支持电压 */
for(i=0; i<4; i++)
{
buf[i] = SPI2_WriteReadData(0xFF);
}
/* 卡电压不支持电压，返回错误 */
if((buf[2] != 0x01) || (buf[3] != 0xAA))
{
return 0xFF;
}
/* 初始化 SD 卡 */
i = 0;
do
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //返回失败
}
SD_WriteCmd(SD_CMD55, 0, 0x01);
r1 = SD_WriteCmd(SD_CMD41, 0x40000000, 0x01);
}
while(r1 != 0); //写入 CMD41 成功了，这里省略读取 CMD41
是否设置成功。
/* 检测是 SDHC 卡还是 SD 卡 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD58, 0, 0x01) != 0)
{
i++;
if(i > 100)
{
SD_TYPE = SD_TYPE_ERR;
break;
}
}
/* 读取 OCR */
for(i=0; i<4; i++)
{
buf[i] = SPI2_WriteReadData(0xFF);
}
if(buf[0] & 0x40)
{
SD_TYPE = SD_TYPE_V2HC;
}
else
{
SD_TYPE = SD_TYPE_V2;
}
}
else //否则就是 SD V1.0 或者 MMC V3
{
SD_WriteCmd(SD_CMD55, 0x00, 0x01);
r1 = SD_WriteCmd(SD_CMD41, 0x00, 0x01);
if(r1 <= 1) //对 CMD41 有回应说明是 SD V1.0
{
SD_TYPE = SD_TYPE_V1; //是 V1.0 卡
i = 0;
do
{
if(i > 100)
{
return 0xFF;
}
SD_WriteCmd(SD_CMD55, 0x00, 0x01);
r1 = SD_WriteCmd(SD_CMD41, 0x00, 0x01);
}
while(r1 != 0);
}
else //没有回应说明是 MMC V3
{
SD_TYPE = SD_TYPE_MMC;  //卡类型是 MMC 卡
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD1, 0, 0x01) != 0)
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF;
}
}
}
}
SD_CS_SET;  //取消片选
SPI2_WriteReadData(0xFF);
return 0;
}
在这个程序中，还添加了 MMC 卡的初始化。

只看该作者 · 2018-3-20 16:35

SD 卡读取数据操作
SD 卡读取数据有两个命令，一个命令是 CMD17：读取一个扇区（一般
为 512 字节）；另一个是 CMD18：读取多个扇区。

只看该作者 · 2018-3-20 16:35

单个扇区读取的步骤为：
1) 发送 CMD17。（命令参数是读取扇区地址）
2) 检测卡响应是否发送成功。
3) 等待起始令牌 0xFE。
4) 接收一个扇区的数据。
5) 接收两个字节的 CRC 效验。

只看该作者 · 2018-3-20 16:35

多个扇区读取的步骤为：
1) 发送 CMD18。（命令参数是读取扇区地址）
2) 检测卡响应是否发送成功。
3) 然后一个扇区一个扇区的接收数据，这个部分的步骤为：
a) 等待起始令牌 0xFE。
b) 接收一个扇区的数据。
c) 接收两个字节的 CRC 效验。
d) 接收完一个扇区，如果没有结束，返回 a)继续接收;接收结束，
跳到下一步。
4) 发送停止命令 CMD12。

只看该作者 · 2018-3-20 16:36

读取扇区的程序实现如下：
int8_t SD_ReadDisk(uint8_t *buf, uint32_t sector, uint8_t num)
{
uint16_t i;
if(SD_TYPE != SD_TYPE_V2HC)
{
sector <<= 9; //转换位字节地址
}
SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);
if(num == 1)
{
/* 发送读取命令 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD17, sector, 0x01) != 0);
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //命令无反应，表明发送命令失败
}
}
/* 接收数据 */
if(SD_ReadData(buf) != 0)
{
return 0xFF;
}
}
else
{
/* 发送连续读取命令 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD18, sector, 0x01) != 0);
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //命令无反应，表明发送命令失败
}
}
/* 接收数据 */
while(num--)
{
/* 接收数据 */
if(SD_ReadData(buf) != 0)
{
return 0xFF;
}
buf += 512;
}
SD_WriteCmd(SD_CMD12, 0, 0x01); //发送停止信号
}
/* 取消片选 */
SD_CS_SET;
SPI2_WriteReadData(0xFF);
return 0;
}

只看该作者 · 2018-3-20 16:37

这个程序还调用一个 SD_ReadData()函数，这个函数是接收一个扇区数据的
函数，具体代码如下：
static int8_t SD_ReadData(uint8_t *buf)
{
uint16_t i;
/* 等待起始令牌 0XFE */
i = 0;
while(SPI2_WriteReadData(0xFF) != 0xFE)
{
i++;
if(i > 0x0FFF)
{
return 0xFF;
}
}
/* 接收数据 */
for(i=0; i<512; i++)
{
*buf = SPI2_WriteReadData(0xFF);
buf++;
}
/* 读完数据再读两位 CRC 效验，但是我们可以不需要它们 */
SPI2_WriteReadData(0xFF);
SPI2_WriteReadData(0xFF);
return 0;
}

只看该作者 · 2018-3-21 10:54

aizaixiyuanqian 发表于 2018-3-20 16:20
CMD8
CMD8 的应答是 R7，它返回的数据类型如下

楼主有IDE硬盘接口的资料吗？

只看该作者 · 2018-3-23 14:36

Nivans 发表于 2018-3-21 10:54
楼主有IDE硬盘接口的资料吗？

这个没有，可以去相关产品那里去找下

只看该作者 · 2018-3-23 14:36

SD 卡写入数据也有两个命令，一个命令是 CMD24：写入一个扇区（一
般为 512 字节）；另一个是 CMD25：写入多个扇区。(MMC 卡写入多个扇区
之前要先试用特定命令 CMD23 擦除扇区，写入特定命令之前，记得要先发
送命令 CMD55。)

只看该作者 · 2018-3-23 14:37

写入一个扇区的操作步骤为：
1) 发送 CMD24（命令参数是写入扇区地址）
2) 检测返回值，查看 CMD24 是否发送成功。
3) 然后发送若干个时钟，同时读取返回值，知道返回值不是 0xFF
4) 发送起始令牌 0xFE。
5) 发送一个扇区的数据。
6) 发送 2 个字节的 CRC 效验。
7) 读取返回值，判断是否写入成功。

只看该作者 · 2018-3-23 14:39

发送 CMD25（命令参数是写入扇区地址）。如果是 MMC 卡，就先
发送 CMD55 和 CMD23 擦除扇区。

只看该作者 · 2018-3-23 14:40

检测返回值，查看 CMD25 是否发送成功。
然后一个扇区一个扇区的写入数据，这个部分的步骤为：
a) 然后发送若干个时钟，同时读取返回值，知道返回值不是 0xFF
b) 发送起始令牌 0xFE。
c) 发送一个扇区的数据。
d) 发送 2 个字节的 CRC 效验。
e) 读取返回值，判断是否写入成功。
f) 如果没有写入完成，那么返回 a)继续写入；如果写入完成，那么
跳到下一步。

只看该作者 · 2018-3-23 14:41

然后发送若干个时钟，同时读取返回值，知道返回值不是 0xFF
发送结束令牌 0xFD。

只看该作者 · 2018-3-23 14:42

写多个扇区
int8_t SD_WriteDisk(uint8_t *buf, uint32_t sector, uint8_t num)
{
uint8_t i;
if(SD_TYPE != SD_TYPE_V2HC)
{
sector <<= 9; //转换位字节地址
}
SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);
/* 只写一个扇区 */
if(num == 1)
{
/* 发送写命令 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD24, sector, 0x01) != 0);
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //命令无反应，表明发送命令失败
}
}
if(SD_WriteData(buf, 0xFE) != 0)
{
return 0xFF;
}
}

只看该作者 · 2018-3-23 14:48

/* 写多个扇区 */
else
{
if(SD_TYPE == SD_TYPE_MMC) //如果是 MMC 卡
{
SD_WriteCmd(SD_CMD55, 0, 0X01);
SD_WriteCmd(SD_CMD23, num, 0X01); //写入前先擦除 num 个
扇区里面的数据
}
/* 发送连续写命令 */
i = 0;
while(SD_WriteCmd(SD_CMD25, sector, 0x01) != 0);
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //命令无反应，表明发送命令失败
}
}

只看该作者 · 2018-3-23 14:49

本帖最后由 aizaixiyuanqian 于 2018-3-23 14:51 编辑

/* 开始写数据 */
while(num--)
{
if(SD_WriteData(buf, 0xFC) != 0)
{
return 0xFF;
}
buf += 512;
}
/* 发送若干个时钟，等待 SD 卡准备好 */
i = 0;
while(SPI2_WriteReadData(0xFF) != 0xFF)
{
if(i > 0x0FFF)
{
return 0xFF;
}
}/* 发送结束命令 */
SPI2_WriteReadData(0xFD);
}
SD_CS_SET;
SPI2_WriteReadData(0xFF);
return 0;
}