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[菜农助学交流] M0助学板学习第五帖：SD卡读取实验

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 楼主| mcsgy 发表于 2011-10-16 15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
SD卡, pi, spi, se, speed
由于本人实力有限，SD卡方面的知识不太懂。为此本实验核心部分，即SD卡部分的核心函数都是从“正点原子”的STM32，SD卡实验移植过来的（未经他本人同意）。  
      四个文件分别是MMC_SD.h,MMC_SD.C ,spi.h,spi.c。当然其中改了一些定义和函数实现的方法。希望“正点原子”大哥支持！     

（一）实验硬件连接图（需要准备一张SD卡）
        GPA13 -->  SD_CS
        GPA14 -->  SPI_FLASH_CS
        GPB9   -->  SS11(未连接)
        GPC8   -->  SS10
        GPC9   -->  SPICLK10
        GPC10 -->  MISO10
        GPC11 -->  MOSI10
        
（二）SPI相关函数
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  1. 

  2.         #include "spi.h"
    

  3. #include "NUC1xx.h"
    

  4. #include "DrvSPI.h"
    

  5. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     
    

  6. //本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
    

  7. //Mini STM32开发板
    

  8. //SPI 驱动函数       
    

  9. //正点原子@ALIENTEK
    

  10. //技术论坛:www.openedv.com
    

  11. //修改日期:2010/6/13 
    

  12. //版本：V1.0
    

  13. //版权所有，盗版必究。
    

  14. //Copyright(C) 正点原子 2009-2019
    

  15. //All rights reserved
    

  16. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////       
    


  17. 


  18. 

  19. //以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25X16/24L01/JF24C                              
    

  20. //SPI口初始化
    

  21. //这里针是对SPI1的初始化
    

  22. void SPIx_Init(void)
    

  23. {     
    

  24.     DrvSPI_Open(eDRVSPI_PORT1,eDRVSPI_MASTER,eDRVSPI_TYPE1,8,FALSE);//SPI0主机模式打开
    

  25.     DrvSPI_EnableAutoSS(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_SS0);
    

  26.     DrvSPI_SetSlaveSelectActiveLevel(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_ACTIVE_LOW_FALLING);
    

  27.     DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT1,2000000,0);                   //24Mhz频率
    

  28.     SPIx_ReadWriteByte(0xff);//启动传输         
    

  29. }   
    

  30. //SPI 速度设置函数
    

  31. //SpeedSet:
    

  32. //SPI_SPEED_2   2分频   (SPI 36M@sys 72M)
    

  33. //SPI_SPEED_8   8分频   (SPI 9M@sys 72M)
    

  34. //SPI_SPEED_16  16分频  (SPI 4.5M@sys 72M)
    

  35. //SPI_SPEED_256 256分频 (SPI 281.25K@sys 72M)
    

  36. void SPIx_SetSpeed(u8 SpeedSet)
    

  37. {
    

  38. //    SPI1->CR1&=0XFFC7;//Fsck=Fcpu/256
    

  39.     switch(SpeedSet)
    

  40.     {
    

  41.         case SPI_SPEED_2://二分频
    

  42.             DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT0,24000000,0);       //模拟分频设置频率24Mhz
    

  43. //            SPI1->CR1|=0<<3;//Fsck=Fpclk/2=36Mhz
    

  44.             break;
    

  45.         case SPI_SPEED_4://四分频
    

  46.             DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT0,12000000,0);       //12Mhz
    

  47. //            SPI1->CR1|=1<<3;//Fsck=Fpclk/4=18Mhz
    

  48.             break;
    

  49.         case SPI_SPEED_8://八分频
    

  50.             DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT0,6000000,0);       //6Mhz
    

  51. //            SPI1->CR1|=2<<3;//Fsck=Fpclk/8=9Mhz
    

  52.             break;
    

  53.         case SPI_SPEED_16://十六分频
    

  54.             DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT0,2000000,0);       //200Khz
    

  55. //            SPI1->CR1|=3<<3;//Fsck=Fpclk/16=4.5Mhz
    

  56.             break;
    

  57.         case SPI_SPEED_256://256分频
    

  58.             DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT0,300000,0);
    

  59. //            SPI1->CR1|=7<<3;//Fsck=Fpclk/16=281.25Khz
    

  60.             break;
    

  61.     }         
    

  62. //    SPI1->CR1|=1<<6; //SPI设备使能      
    

  63. } 
    

  64. //SPIx 读写一个字节
    

  65. //TxData:要写入的字节
    

  66. //返回值:读取到的字节
    

  67. u8 SPIx_ReadWriteByte(u8 TxData)
    

  68. {        
    

  69.     u8 retry=0;
    

  70.     while(SPI1->CNTRL.GO_BUSY==1)
    

  71.     {
    

  72.         retry++;
    

  73.         if(retry>200)
    

  74.         {
    

  75.             return 0;
    

  76.         }
    

  77.     }
    

  78.     SPI1->TX[0] = TxData;
    

  79.     SPI1->CNTRL.GO_BUSY = 1;
    

  80.     retry=0;
    

  81.     while(SPI1->CNTRL.GO_BUSY==1)
    

  82.     {
    

  83.           retry++;
    

  84.         if(retry>200)
    

  85.         {
    

  86.             return 0;
    

  87.         }
    

  88.     }
    


  89. 

  90.     return SPI1->RX[0];
    

  91.     
    

  92.                         
    

  93. }
    

  94.         

（三）MMC_SD相关函数
        由于该文件代码比较多，我只贴我修改的部分
        一处是SD卡初始化部分
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  1. 

  2.        u8 SD_Init(void)
    

  3. {                                 
    

  4.     u8 r1;      // 存放SD卡的返回值
    

  5.     u16 retry;  // 用来进行超时计数
    

  6.     u8 buff[6];
    

  7.     //设置硬件上与SD卡相关联的控制引脚输出
    

  8.     //避免NRF24L01/W25X16等的影响
    

  9. //    RCC->APB2ENR|=1<<2;       //PORTA时钟使能 
    

  10. //    GPIOA->CRL&=0XFFF000FF; 
    

  11. //    GPIOA->CRL|=0X00033300;//PA2.3.4 推挽         
    

  12. //    GPIOA->ODR|=0X7<<2;    //PA2.3.4上拉  
    

  13. //********************************************************/
    

  14. //其实就只是修改了IO口这部分，其余的都未动
    

  15.     DrvGPIO_Open(E_GPA,13,E_IO_OUTPUT);         //SD卡得CS片选
    

  16.     DrvGPIO_Open(E_GPA,14,E_IO_OUTPUT);         //SPI_FLASH_CS片选
    

  17.     DrvGPIO_Open(E_GPC,8,E_IO_OUTPUT);         //SS10从机选择位0
    

  18.     DrvGPIO_Open(E_GPB,9,E_IO_OUTPUT);         //SS11从机选择位1
    

  19. //*******************************************************/
    

  20.     SPIx_Init();
    

  21.      SPIx_SetSpeed(SPI_SPEED_256);//设置到低速模式         
    

  22.     SD_CSDIS;
    

  23. //    SD_CS=1;    
    

  24.     if(SD_Idle_Sta()) return 1;//超时返回1 设置到idle 模式失败      
    

  25.     //-----------------SD卡复位到idle结束-----------------     
    

  26.     //获取卡片的SD版本信息
    

  27.     SD_CSEN;
    

  28. //     SD_CS=0;    
    

  29.     r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(8, 0x1aa,0x87);         
    

  30.     //如果卡片版本信息是v1.0版本的，即r1=0x05，则进行以下初始化
    

  31.     if(r1 == 0x05)
    

  32.     {
    

  33.         //设置卡类型为SDV1.0，如果后面检测到为MMC卡，再修改为MMC
    

  34.         SD_Type = SD_TYPE_V1;       
    

  35.         //如果是V1.0卡，CMD8指令后没有后续数据
    

  36.         //片选置高，结束本次命令
    

  37.         SD_CSDIS;
    

  38. //        SD_CS=1;
    

  39.         //多发8个CLK，让SD结束后续操作
    

  40.         SPIx_ReadWriteByte(0xFF);      
    

  41.         //-----------------SD卡、MMC卡初始化开始-----------------     
    

  42.         //发卡初始化指令CMD55+ACMD41
    

  43.         // 如果有应答，说明是SD卡，且初始化完成
    

  44.         // 没有回应，说明是MMC卡，额外进行相应初始化
    

  45.         retry = 0;
    

  46.         do
    

  47.         {
    

  48.             //先发CMD55，应返回0x01；否则出错
    

  49.             r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
    

  50.             if(r1 == 0XFF)return r1;//只要不是0xff,就接着发送      
    

  51.             //得到正确响应后，发ACMD41，应得到返回值0x00，否则重试200次
    

  52.             r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0, 0);
    

  53.             retry++;
    

  54.         }while((r1!=0x00) && (retry<400));
    

  55.         // 判断是超时还是得到正确回应
    

  56.         // 若有回应：是SD卡；没有回应：是MMC卡      
    

  57.         //----------MMC卡额外初始化操作开始------------
    

  58.         if(retry==400)
    

  59.         {
    

  60.             retry = 0;
    

  61.             //发送MMC卡初始化命令（没有测试）
    

  62.             do
    

  63.             {
    

  64.                 r1 = SD_SendCommand(1,0,0);
    

  65.                 retry++;
    

  66.             }while((r1!=0x00)&& (retry<400));
    

  67.             if(retry==400)return 1;   //MMC卡初始化超时            
    

  68.             //写入卡类型
    

  69.             SD_Type = SD_TYPE_MMC;
    

  70.         }
    

  71.         //----------MMC卡额外初始化操作结束------------        
    

  72.         //设置SPI为高速模式
    

  73.         SPIx_SetSpeed(SPI_SPEED_4);   
    

  74.         SPIx_ReadWriteByte(0xFF);     
    

  75.         //禁止CRC校验       
    

  76.         r1 = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x95);
    

  77.         if(r1 != 0x00)return r1;  //命令错误，返回r1          
    

  78.         //设置Sector Size
    

  79.         r1 = SD_SendCommand(CMD16, 512, 0x95);
    

  80.         if(r1 != 0x00)return r1;//命令错误，返回r1         
    

  81.         //-----------------SD卡、MMC卡初始化结束-----------------
    


  82. 

  83.     }//SD卡为V1.0版本的初始化结束     
    

  84.     //下面是V2.0卡的初始化
    

  85.     //其中需要读取OCR数据，判断是SD2.0还是SD2.0HC卡
    

  86.     else if(r1 == 0x01)
    

  87.     {
    

  88.         //V2.0的卡，CMD8命令后会传回4字节的数据，要跳过再结束本命令
    

  89.         buff[0] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x00
    

  90.         buff[1] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x00
    

  91.         buff[2] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x01
    

  92.         buff[3] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0xAA        
    

  93.         SD_CSDIS;
    

  94. //        SD_CS=1;      
    

  95.         SPIx_ReadWriteByte(0xFF);//the next 8 clocks             
    

  96.         //判断该卡是否支持2.7V-3.6V的电压范围
    

  97.         //if(buff[2]==0x01 && buff[3]==0xAA) //不判断，让其支持的卡更多
    

  98.         {      
    

  99.             retry = 0;
    

  100.             //发卡初始化指令CMD55+ACMD41
    

  101.             do
    

  102.             {
    

  103.                 r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
    

  104.                 if(r1!=0x01)return r1;       
    

  105.                 r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0x40000000, 0);
    

  106.                 if(retry>200)return r1;  //超时则返回r1状态  
    

  107.             }while(r1!=0);          
    

  108.             //初始化指令发送完成，接下来获取OCR信息           
    

  109.             //-----------鉴别SD2.0卡版本开始-----------
    

  110.             r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58, 0, 0);
    

  111.             if(r1!=0x00)
    

  112.             {
    

  113.                 SD_CSDIS;
    

  114. //                SD_CS=1;//释放SD片选信号
    

  115.                 return r1;  //如果命令没有返回正确应答，直接退出，返回应答     
    

  116.             }//读OCR指令发出后，紧接着是4字节的OCR信息
    

  117.             buff[0] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  118.             buff[1] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF); 
    

  119.             buff[2] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  120.             buff[3] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);         
    

  121.             //OCR接收完成，片选置高
    

  122.             SD_CSDIS;
    

  123. //            SD_CS=1;
    

  124.             SPIx_ReadWriteByte(0xFF);       
    

  125.             //检查接收到的OCR中的bit30位（CCS），确定其为SD2.0还是SDHC
    

  126.             //如果CCS=1：SDHC   CCS=0：SD2.0
    

  127.             if(buff[0]&0x40)SD_Type = SD_TYPE_V2HC;    //检查CCS     
    

  128.             else SD_Type = SD_TYPE_V2;        
    

  129.             //-----------鉴别SD2.0卡版本结束----------- 
    

  130.             //设置SPI为高速模式
    

  131.             SPIx_SetSpeed(SPI_SPEED_4);  
    

  132.         }        
    

  133.     }
    

  134.     return r1;
    

  135. }                                                                                    
    

  136. //从SD卡中读回指定长度的数据，放置在给定位置
    

  137. //输入: u8 *data(存放读回数据的内存>len)
    

  138. //      u16 len(数据长度）
    

  139. //      u8 release(传输完成后是否释放总线CS置高 0：不释放 1：释放）     
    

  140. //返回值:0：NO_ERR
    

  141. //       other：错误信息                                                          
    

  142. u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)
    

  143. {
    

  144.     // 启动一次传输
    

  145.     SD_CSEN;
    

  146. //    SD_CS=0;                        
    

  147.     if(SD_GetResponse(0xFE))//等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
    

  148.     {      
    

  149.         SD_CSDIS;
    

  150. //        SD_CS=1;
    

  151.         return 1;
    

  152.     }
    

  153.     while(len--)//开始接收数据
    

  154.     {
    

  155.         *data=SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  156.         data++;
    

  157.     }
    

  158.     //下面是2个伪CRC（dummy CRC）
    

  159.     SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  160.     SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  161.     if(release==RELEASE)//按需释放总线，将CS置高
    

  162.     {
    

  163.         SD_CSDIS;    
    

  164. //        SD_CS=1;//传输结束
    

  165.         SPIx_ReadWriteByte(0xFF);
    

  166.     }                                                                      
    

  167.     return 0;
    

  168. }                        
    

  169.       

还有一处是宏定义
       原来的SD_CS片选IO口的定义为位寻址模式，但是NUC120不支持位寻址，所以我用了个很笨的方法，定义了两个宏
      #define SD_CSEN    (DrvGPIO_ClrBit(E_GPA,13))
      #define SD_CSDIS    (DrvGPIO_SetBit(E_GPA,13))
      并将MMC_SD.C文件中所有的SD_CD=1用SD_CSDIS替换，所有的SD_CD=0用SD_CSEN替换
      我想不出其他更好的办法了。
(四)main（）函数
      main函数的功能是初始化外设，然后在死循环里读取SD卡的第一个扇区，并通过串口把数据发送到上位机，通过串口调试助手接收。和”正点原子“的主函数功能是一样的。
      运行的结果如下图：
      
      有兴趣的网友可以在这里下载整个工程代码：

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weshiluwei6 发表于 2011-10-16 17:04 | 显示全部楼层
niubi 牛人 支持支持啊
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Swallow_0322 发表于 2011-10-16 18:58 | 显示全部楼层
顶！
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lixiaoxu2meng 发表于 2011-10-17 07:35 | 显示全部楼层
顶啊
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lwslws201 发表于 2011-10-19 09:30 | 显示全部楼层
:victory:
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lixingzhe8 发表于 2012-6-4 09:50 | 显示全部楼层
强，分享
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冰茶爽爽 发表于 2012-8-10 10:32 | 显示全部楼层
支持楼主的经验分享和资料！
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Lro 发表于 2014-4-12 22:36 | 显示全部楼层
多谢楼主分享~~~学习了~~~~
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