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[应用相关] 基于SPI模式的SD卡驱动程序

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 楼主| huangcunxiake 发表于 2017-1-14 00:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
驱动程序, SPI模式, SD卡, TE, WRITE
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  1. u8 SD_SendCommand(u8 cmd,u32 arg, u8 crc)
    

  2.  {
    

  3.            u8 r1;        
    

  4.            unsigned int Retry = 0;
    

  5.         
    

  6.            SD_CS_DISABLE();
    

  7.            SPI_ReadWriteByte(0xff);//提高兼容性，如果没有这里，有些SD卡可能不支持
    

  8.            SD_CS_ENABLE();//片选端置低，选中SD卡
    

  9.         
    

  10.            /*发送命令序列*/
    

  11.            SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
    

  12.            SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[31..24]
    

  13.            SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>16));//参数[23..16]
    

  14.            SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>8)); //参数[15..8]
    

  15.            SPI_ReadWriteByte((u8)arg);      //参数[7..0]
    

  16.            SPI_ReadWriteByte(crc);
    

  17.  
    

  18.        //等待响应，或超时退出
    

  19.        while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff)==0xff))
    

  20.         {
    

  21.                Retry++;
    

  22.                if(Retry>800)break;//根据实验测得，最好重试次数多点
    

  23.          }
    

  24.         //关闭片选
    

  25.         SD_CS_DISABLE();
    

  26.         //在总线上额外增加8个时钟，让SD卡完成剩下的工作
    

  27.         SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  28.  
    

  29.        //返回状态值
    

  30.        return r1;
    

  31.  
    

  32.   }
    

  33. /************************************************************************
    

  34. *SD卡初始化函数
    

  35. *延时等待SD卡上电完成
    

  36. *给至少74个脉冲让SD卡自己初始化完成
    

  37. *持续发送发送CMD0接收0x01（可以不接受）SD回应进入Idle（空闲）状态
    

  38. *
    

  39. ************************************************************************/
    

  40.  
    

  41. u8 SD_Init(void)
    

  42.  {
    

  43.           u16 i;         //用来循环计数
    

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

  45.           u16 retry;         //用来进行超时计数
    

  46.           u8 buff[6];
    

  47.         
    

  48.           SPI_ControlLine();  //SPI的配置初始化
    

  49.           SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
    

  50.           SD_CS_ENABLE();
    

  51.         
    

  52.           //纯延时，等待SD卡上电完成
    

  53.           for(i=0;i<0xf00;i++);
    

  54.         
    

  55.           //先产生至少74个脉冲，让SD卡自己初始化完成
    

  56.           for(i=0;i<10;i++)
    

  57.           {
    

  58.             SPI_ReadWriteByte(0xFF); //80clks
    

  59.           }
    

  60.         
    

  61.           //-------------------SD卡复位到idle开始-------------------
    

  62.           //循环连续发送CMD0，直到SD卡返回0x01,进入IDLE状态
    

  63.           //超时则直接退出
    

  64.           retry = 0;
    

  65.       do
    

  66.       {
    

  67.           //发送CMD0，让SD卡进入IDLE状态
    

  68.               ri = SD_SendCommand(CMD0,0,0x95);
    

  69.               retry++;
    

  70.            }while((r1 != 0x01)&& (retry<200));
    

  71.            //跳出循环后，检查原因： 初始化成功？or重试超时？
    

  72.            if(retry==200) return 1;//超时返回1
    

  73.          
    

  74.  
    

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

  76.            //获取卡片的SD版本信息
    

  77.            r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD8,0x1aa,0x87);
    

  78.            //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
    

  79.            if(r1==0x05)
    

  80.             {
    

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

  82.                SD_Type = SD_TYPE_V1;
    

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

  84.                //片选置高，结束本次命令
    

  85.                SD_CS_DISABLE();
    

  86.                //多发8个clk，让SD结束后续操作        
    

  87.                SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

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

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

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

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

  92.                retry = 0;
    

  93.                do
    

  94.                 {
    

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

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

  97.                        if(r1 !=0x01)
    

  98.                        return r1;
    

  99.                        //得到正确响应后，发ACMD41，应得到返回值0x00，佛则重试400次
    

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

  101.                        retry++;
    

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

  103.                       //判断是超时还是得到正确回应
    

  104.                       // 若有回应：是SD卡：没有回应：是MMC卡
    

  105.  
    

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

  107.                      if(retry==400)
    

  108.                       {
    

  109.                          retry =0;
    

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

  111.                              do
    

  112.                               {
    

  113.                                  r1=SD_SendCommand(CMD1,0,0);
    

  114.                                  retry++;
    

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

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

  117.                                //写入卡类型
    

  118.                                SD_Type=SD_TYPE_MMC;
    

  119.                                }
    

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

  121.                                //设置SPI为高速模式
    

  122.                                SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH);
    

  123.                                SPI_ReaadWriteByte(0xff);
    

  124.  
    

  125.                                //禁止CRC校验
    

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

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

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

  129.  
    

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

  131.                            //下面是V2.0卡的初始化
    

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

  133.                          else if(r1==0x01)
    

  134.                           {
    

  135.                               //v2.0的卡，CMD8命令后会传回4字节的数据，要跳过在结束本命令
    

  136.                               buff[0]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x00
    

  137.                               buff[1]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x00
    

  138.                               buff[2]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x11
    

  139.                               SD_CS_DISABLE();
    

  140.                               SPI_ReadWriteByte(0xff);//the next 8 clocks
    

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

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

  143.                               //{
    

  144.                               retry = 0;
    

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

  146.                                   do
    

  147.                                    {
    

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

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

  150.                                           r1=SD_SendCommand(ACMD41,0x40000000,1);
    

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

  152.                                           }while(r1!=0);
    

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

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

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

  156.                                           if(r1!=0x00)return r1;//如果命令没有返回正确应答，直接退出返回应答
    

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

  158.                                           buff[0]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  159.                                           buff[1]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  160.                                           buff[2]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  161.                                           buff[3]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  162.  
    

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

  164.                                           SD_CS_DISABLE();
    

  165.                                           SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  166.  
    

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

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

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

  170.                                           else SD_Type=SD_TYPE_V2;
    

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

  172.                                           //设置SPI为高速模式
    

  173.                                           SPI_SetSpeed(1);
    

  174.                                          }
    

  175.                                          return r1
    

  176.  
    

  177. }
    

  178.  
    

  179. /******************************************************************
    

  180. *********************SPI模式GPIO端口设置***************************
    

  181. **************PA5=SCK、PA6=MISO、PA7=MOSI、PA4=CS******************
    

  182. ******************************************************************/
    

  183.  
    

  184. void SPI_ControlLine(void)
    

  185. {
    

  186.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  187.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC ,ENABLE);
    

  188.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);
    

  189.  
    

  190.     /*configuration SPI1 pins:,SCK,MISO and MOSI*/
    

  191.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7; 
    

  192.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    

  193.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 
    

  194.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  195.         
    

  196.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; 
    

  197.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //MISO应该要初始化为上拉输入
    

  198.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  199.         
    

  200.         /*configration PA4 Pin:  CS Pin*/
    

  201.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; 
    

  202.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    

  203.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
    

  204.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  205. }
    

  206.  
    

  207. /**************************************************************************
    

  208. ***********************SPI通信模式初始化***********************************
    

  209. ***********************设置高速或低速模式**********************************
    

  210. **************************************************************************/
    

  211.  
    

  212. void SPI_SetSpeed(u8 SpeedSet)
    

  213. {
    

  214.    /* Initialize the SPI1 according to the SPI_InitStructure members */ 
    

  215.    SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
    

  216.    if(SpeedSet==SPI_SPEED_HIGH)//高速
    

  217.    {
    

  218.       SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
    

  219.       SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; 
    

  220.       SPI_InitStructure.SPI_DatSize = SPI_DatSize_8b; 
    

  221.       SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; 
    

  222.       SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; 
    

  223.       SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 
    

  224.       SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; 
    

  225.       SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; 
    

  226.       SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    

  227.    
    

  228.     
    

  229.    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); 
    

  230.    /*SPI1 enable*/
    

  231.    SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
    

  232.    }
    

  233.    else//低速
    

  234.      {  
    

  235.                 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
    

  236.         SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; 
    

  237.         SPI_InitStructure.SPI_DatSize = SPI_DatSize_8b; 
    

  238.         SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; 
    

  239.         SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; 
    

  240.         SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 
    

  241.         SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; 
    

  242.         SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; 
    

  243.         SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    

  244.            
    

  245.         SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
    

  246.                 /*SPI1 enable*/
    

  247.                 SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); 
    

  248.       }
    

  249. }
    

  250.  
    

  251. /************************************************************
    

  252. **************************发送命令***************************
    

  253. ************************************************************/
    

  254.  
    

  255. u8 SD_SendCommand_NoDeassert(u8 cmd, u32 arg,u8 crc)
    

  256. {
    

  257.     unsigned char r1;
    

  258.     unsigned int Retry = 0;
    

  259.  
    

  260.     SD_CS_DISABLE();
    

  261.     SPI_ReadWriteByte(0xff);//提高兼容性，如果没有这里，有些SD卡可能不支持
    

  262.     SD_CS_ENABLE();//片选端置低，选中SD卡
    

  263.  
    

  264.     /*发送命令序列*/
    

  265.     SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
    

  266.     SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[31..24]
    

  267.     SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[23..16]
    

  268.     SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[7..0]
    

  269.     SPI_ReadWriteByte(crc);
    

  270.  
    

  271.     //等待响应，或超时退出
    

  272.     while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff))==0xff)
    

  273.     {
    

  274.             Retry++;
    

  275.            if(Retry>600)break;//根据实验测得，最好重试次数多点
    

  276.      }
    

  277.          //返回响应值
    

  278.          return r1;
    

  279. }
    

  280.  
    

  281. /**************************************************************
    

  282. ************************向SD卡写一个块*************************
    

  283. **************************************************************/
    

  284.  
    

  285. u8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector,const u8 *data)
    

  286. {
    

  287.         u8 r1;
    

  288.         u16 i;
    

  289.         u16 retry;
    

  290.  
    

  291.         //设置为高速模式
    

  292.         SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
    

  293.  
    

  294.          //如果不是SDHC，给定的是sector地址，将其转换成byte地址
    

  295.          if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
    

  296.          {
    

  297.              sector = sector<<9;//512*sector即物理扇区的边界对齐地址
    

  298.          }
    

  299.  
    

  300.          r1 = SD_SendCommand(CMD24,sector,0x00);
    

  301.          if(r1 !=0x00)
    

  302.          {
    

  303.             return r1;//应答不正确，直接返回
    

  304.          }
    

  305.  
    

  306.          //开始准备数据传输
    

  307.          SD_CS_ENABLE();
    

  308.          //先放3个空数据，等待SD卡准备好
    

  309.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  310.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  311.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  312.          //放起始令牌0xfe
    

  313.          SPI_ReadWriteByte(0xfe);
    

  314.  
    

  315.          //发一个sector的数据
    

  316.          for(i=0;i<512;i++)
    

  317.          {
    

  318.              SPI_ReadWriteByte(*data++);
    

  319.          }
    

  320.          //发2个Byte的dummy CRC
    

  321.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  322.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  323.  
    

  324.      //等待SD卡应答
    

  325.          r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  326.          if((r1&0x1f)!=0x05)
    

  327.          {
    

  328.              SD_CS_DISABLE();
    

  329.                  return r1;
    

  330.           }
    

  331.  
    

  332.          //等待操作完成
    

  333.          retry = 0;
    

  334.          while(!SPI_ReadWriteByte(0xff))//卡自编程时，数据线被拉低
    

  335.          {
    

  336.              retry++;
    

  337.                  if(retry>65534)       //如果长时间写入没有完成，报错退出
    

  338.                  {
    

  339.                          SD_CS_DISABLE();
    

  340.                          return 1;         //写入超时返回1
    

  341.                   }
    

  342.            }
    

  343.  
    

  344.          //写入完成，片选置1
    

  345.          SD_CS_DISABLE();
    

  346.          SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  347.  
    

  348.          return 0;
    

  349. }
    

  350.  
    

  351. /********************************************************
    

  352. ******************从SD中读取一个块***********************
    

  353. ********************************************************/
    

  354.  
    

  355. u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer)
    

  356. {
    

  357.    u8 r1;
    

  358.    //设置为高速模式
    

  359.    SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
    

  360.  
    

  361.    if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
    

  362.     {
    

  363.            sector = sector<<9;//512*sector即物理扇区的边界对齐地址
    

  364.          }
    

  365.  
    

  366.         //如果不是SDHC，将sector地址转成byte地址
    

  367.         //sector = sector<<9;
    

  368.  
    

  369.         r1 = SD_SendCommand(CMD17,sector,1);//读命令
    

  370.  
    

  371.         if(r1 !=0x00)return r1;
    

  372.         r1 = SD_ReceiveData(buffer,512,EELEASE)        ;
    

  373.         if(r1 != 0)
    

  374.           return r1;   //读数据出错！
    

  375.         else
    

  376.           return 0;
    

  377. }
    

  378.          
    

  379. /************************************************************
    

  380. ************************接收数据*****************************
    

  381. ************************************************************/
    

  382.  
    

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

  384. {
    

  385.    u16 retry;
    

  386.    u8 r1;
    

  387.    //启动一次传输
    

  388.    SD_CSENABLE();
    

  389.    //等待SD卡发回数据起始令牌0xfe
    

  390.    retry = 0;
    

  391.    do
    

  392.    {
    

  393.           r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  394.           retry++;
    

  395.           if(retry>4000)  //4000次等待后没有应答，退出报错（根据实验测试，此处最好多试几次）
    

  396.            {
    

  397.              SD_CS_DISABLE();
    

  398.                  return 1;
    

  399.                  }
    

  400.                  }while(r1 != 0xfe);
    

  401.  
    

  402.                  //开始接收数据
    

  403.                  while(len--)
    

  404.                  {
    

  405.                     *data = SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  406.                         data++;
    

  407.                  }
    

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

  409.                  SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  410.                  SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  411.                  //按需释放总线，将CS置高
    

  412.                  if(release == RELEASE)
    

  413.                  {  
    

  414.                     //传输结束
    

  415.                         SD_CS_DISABLE();
    

  416.                         SPI_ReadWriteByte(0xff);
    

  417.                         }
    

  418.                   return 0;
    

  419. }
    


  420. 

  421. void SPI_ReadWriteByte(u8 xxx)
    

  422. {
    

  423. } 
    


  424. 

  425. void USART_Configuration(void)
    

  426. {
    

  427. }


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 楼主| huangcunxiake 发表于 2017-1-14 00:16 | 显示全部楼层
第一步：实现SD卡的初始化利用usart与笔记本通信。
第二步：在SD卡初始化实现的基础上对SD卡进行读写操作。
第三步：移植FAT文件系统管理图像，声音以及视频文件（猜想或有技术上的错误）。
第四步：ucgui的使用以及TFT用户界面的设计。
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mmuuss586 发表于 2017-1-14 12:10 | 显示全部楼层
感谢分享；
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feelhyq 发表于 2017-1-19 17:37 | 显示全部楼层
学习了
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