ATmega16如何读取SD卡

只看该作者 · 2010-7-5 08:53

最近有个项目要用到SD卡存储数据，不知道是否有朋友做过类似项目，请大虾指点一下。谢谢！

只看该作者 · 2010-7-5 17:28

这个不是很好做，要写个SD卡驱动，你找本FPGA的书看看，上面有一些例程！

只看该作者 · 2010-7-8 19:54

单片机读写SD卡最简单最基本的程序
处理器：s3c44b0 （arm7）

SD卡与处理器的引脚连接：MISO -->SIORxD MOSI -->SIOTxD CLK -->SCLK CS -->PE5

包括四个文件：sd_drive.c ：用户API函数，移植时不需修改

                     sd_cmd.c：中间层函数，移植时不需修改

                     sd_hard.c：硬件层函数，移植时需修改

                     sd_config.h：一些功能的宏定义，移植时需修改

第一次读写SD卡时，需调用SD_Init(void)，然后就可以条用 Read_Single_Block或者Write_Single_Block进行读写操作

注意：进行写操作时，最好不要写前700个扇区，应为这些扇区都是FAT文件系统的重要扇区，一旦误写则可能会导致SD无法被电脑识别，需格式化。

/*******************************************************

文件名：sd_drive.c

作用：用户API函数，包括四个函数，

         读取一块扇区（512字节）U8 Read_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *rx_buf)

         写一个扇区（512字节）U8 Write_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *tx_buf)

         获取SD卡基本信息，即读CSD寄存器信息（16字节）：void SD_info()

         SD卡初始化：U8 SD_Init(void)

只看该作者 · 2010-7-8 19:54

/********************************************
功能：读取一个block
输入：blk_addr为第几个block，rx_buf为数据缓存区首地址
输出：返回NO_ERR则成功，其它则读取失败
********************************************/
U8 Read_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *rx_buf)
{
U16 rsp = 1;
U8 i = 0;
SD_sel();    //使能SD卡
while(rsp && (i < 100))
{
write_cmd(CMD17, blk_addr << 9); //写命令CMD17
rsp = Get_rsp(R1);    //获取答应
send_clk();
}
if(i > 99)    //如果命令超时，则执行超时处理
{
SD_desel();
Uart_Printf("fail in writing CMD17\n");
return WR_SGL_BLK_ERR;
}
spi_ro_mode();
send_clk();       //发送8个clk
read_data(rx_buf); //读取512字节
SD_desel();
Uart_Printf("succeed in reading the %dst block!!!\n", blk_addr);
return NO_ERR;
}
/********************************************
功能：写一个block
输入：blk_addr为要写第几个block，tx_buf为数据区
输出：返回NO_ERR则成功，其它则读取失败
********************************************/
U8 Write_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *tx_buf)
{
U16 rsp = 1;
U8 i = 0;
SD_sel();    //使能SD卡
while(rsp && (i < 100))
{
write_cmd(CMD24, blk_addr << 9); //写命令CMD24
rsp = Get_rsp(R1);    //获取答应
send_clk();
}
if(i > 99)    //如果命令超时，则执行超时处理
{
SD_desel();
Uart_Printf("fail in writing CMD17\n");
return WR_SGL_BLK_ERR;
}
spi_ro_mode();
send_clk();       //发送8个clk
write_data(tx_buf); //读取512字节
SD_desel();
Uart_Printf("succeed in writing a block!!!\n");
return NO_ERR;
}
/********************************************
功能：SD卡初始化
输入：无
输出：返回NO_ERR则成功，其它则读取失败
********************************************/
U8 SD_Init(void)
{
U16 rsp = 1;
U8 i = 0;
spi_port_init(); //初始化spi端口
spi_low_speed(); //初始化时SPI的速度必须低于400khz
spi_ro_mode(); //只读模式
SD_sel(); //选择SD卡
for (i = 0;i < 10; i++) //发送至少75个clk
send_clk();
while(rsp && (i++ < 100))
{
write_cmd(CMD0, 0); //写命令CMD0
rsp = Get_rsp(R1); //获取答应
if (rsp == 1) //rsp为0则初始化成功，为1则继续写CMD0
break;
send_clk();
}
SD_desel();

if (i > 99)             //初始化超时处理
{
Uart_Printf("fail in writing CMD0!!!\n");
return INIT_FAIL;
}

i=0;
SD_sel();
while(rsp && (i++ < 100))
{
write_cmd(CMD1, 0); //写CMD1
rsp = Get_rsp(R1); //获取答应
send_clk();
}
SD_desel();

if (i > 99)
{
Uart_Printf("fail in writing CMD1!!!\n");
return INIT_FAIL;
}
Uart_Printf("SD card init OK!!!\n");
spi_high_speed();       //初始化工作全部完毕，SPI进入模式模式
spi_rt_mode();
return NO_ERR;
}

只看该作者 · 2010-7-8 19:55

********************************************
功能：获取SD卡信息
输入：
输出：
********************************************/
void SD_info()
{
U8 rsp=0;
U8 csd[16];
SD_sel();
write_cmd(CMD9, 0);
rsp = Get_rsp(R1);
if (rsp != 0)
{
SD_desel();
Uart_Printf("error in getting SD info!!!\n");
return ;//GET_INFO_ERR;
}
if (read_register(16, csd) != NO_ERR)
{
SD_desel();
return ;
}
SD_desel();

Uart_Printf("SD information :\n");

if (csd[0] & 0x40 ==0x40)
{
Uart_Printf("version 2.0\n");
Uart_Printf("size is : %d\n",1024 * (csd[8]<<8 + csd[9]));
}
else
{
Uart_Printf("version 1.x \n");
Uart_Printf("size is : %d MByte\n", ((((csd[6]&0x03)<<10) | (csd[7]<<2) | ((csd[8]&0xC0)>>6) + 1) * (1 << ((((csd[9]&0x03)<<1) | ((csd[10]&0x80)>>7)) + 2)))>>11);
}

Uart_Printf("max block lenght is : %d\n",1<<(csd[5]&0x0f));
}

/****************************************************************************

文件名：sd_cmd.c

作用：中间层函数

****************************************************************************/

/********************************************
功能：向SD写入一个命令
输入：cmd为命令，addr为SD卡片内地址
输出：无
********************************************/
void write_cmd(U8 cmd, U32 addr)
{
U8 i = 0;
U8 temp[4];
spi_rt_mode(); //spi发送与接收模式
if (cmd <= 13) //前13个命令与地址无关
{
spi_write_byte((cmd & 0x3F) | 0x40);    //命令最高两位必须是01
for(i = 0; i < 4; i++)    //发送4个0，协议规定的
spi_write_byte(0);
if (cmd == 0)
spi_write_byte(0x95); //如果是CMD0，则要发送CRC校正
else spi_write_byte(0xff); //非CMD0，则无需CRC校正，默认为0xFF
}
else
{
for(i = 0; i < 4; i++)          //将32位的地址分割成4个字节，准备发送
   temp[i]=(char)(addr >> (24 - 8 * i));
spi_write_byte((cmd & 0x3F) | 0x40); //命令最高两位必须是01
for(i =0; i < 4; i++)
   spi_write_byte(temp[i]); //发送地址，共4个字节
spi_write_byte(0xff);    //非CMD0，则无需CRC校正，默认为0xFF
}
}

/********************************************
功能：获取SD卡的答应字节，可能是一个或者两个字节
输入：type为答应类型
输出：答应字节，个数有答应类型而定
********************************************/
U16 Get_rsp(U8 type)
{
U16 rsp, temp;
spi_ro_mode();    //spi只读模式
send_clk();    //先发送8个clk
rsp = spi_read_byte(); //用spi读取答应字节
if (rsp & 0x8)
rsp = spi_read_byte();
if (type == R2)    //如果是R2类型，则答应为两个字节，须再次读取
{
temp = rsp << 8;
rsp = spi_read_byte();
rsp = temp | rsp;
}
return rsp;
}

/********************************************
功能：读取SD的一个block的内容，一般为512字节
输入：buffer为数据缓存区头地址
输出：无
********************************************/
void read_data(U8 *buffer)
{
U32 i;
U8 rsp = 0;
while(!(rsp == 0xfe))          //答应字节的最低为0则代表起始位
rsp = spi_read_byte();
for(i = 0;i < BLOCK_LEN; i++) //读一个block的内容，一般为512字节
buffer[i] = spi_read_byte();
for(i = 0; i < 2; i++) //读两个CRC校正码
send_clk();
send_clk();    //读结束字节
}
/********************************************
功能：写入SD的一个block的内容，一般为512字节
输入：buffer为数据缓存区头地址
输出：
********************************************/
U8 write_data(U8 *buffer)
{
U16 rsp = 0, tmp = 0, busy = 0, i = 6;
spi_rt_mode();
spi_write_byte(0xfe); //起始位
for(i = 0; i < 512; i++) //发送512个字节
spi_write_byte(buffer[i]);
for(i = 0; i < 2; i++) //发送16位的CRC校正
spi_write_byte(0xff);
spi_ro_mode();    //等待答应
while(!(rsp == 0x1))
{
rsp =(U16)spi_read_byte();
tmp = rsp;
rsp &= 0x11;
}
while(!(busy == 0xff)) //判忙
{
busy = spi_read_byte();
}
tmp &= 0xe;
if (tmp == 4)
return NO_ERR;
else
{
Uart_Printf("writing error!!!\n");
return WR_SGL_BLK_ERR;
}

}
/********************************************
功能：
输入：
输出：
********************************************/
U8 read_register(U8 len, U8 *buffer)
{
U8 rsp = 0xff, i = 0;
spi_ro_mode();
while((rsp == 0xff) && (i < 100))
{
rsp=spi_read_byte();
}
if (i > 99)
{
Uart_Printf("ERR in readding register!!!\n");
return rsp;
}
if (rsp != 0xfe)
{
buffer[0] = rsp;
i = 1;
}
else
i = 0;
for( ; i < len; i++)
buffer[i] = spi_read_byte();
for(i = 0; i < 2; i++ )
send_clk();
send_clk();
return NO_ERR;
}

/*******************************************************************

文件名：sd_hard.c

作用：硬件层函数，移植时需根据处理器或者硬件结构的不同，对该文件的函数进行修改

********************************************************************/

/********************************************
功能：使能SPI，发送CLK
输入：无
输出：无
********************************************/
void send_clk()
{
rSIOCON |= (1 << 3);          //使能SPI
while (!(rINTPND & BIT_SIO)); //等待发送完毕
rI_ISPC|=BIT_SIO;    //清除中断标志
}

/********************************************
功能：用SPI发送一个字节
输入：dat为要发送的字节
输出：无
********************************************/
void spi_write_byte(U8 dat)
{
rSIODAT = dat;
send_clk(); //SPI发送
}

/********************************************
功能：用SPI读取外设一个字节
输入：无
输出：读到的一个字节
********************************************/
U8 spi_read_byte(void)
{
send_clk(); //SPI发送
return rSIODAT;
}

/********************************************
功能：初始化SPI的端口
输入：无
输出：无
********************************************/
void spi_port_init()
{
rIVTCNT = 0;
rPCONF = (rPCONF & 0xe3ff) | 0x1B0C00; //除了CLK，MISO，MOSI外，不改变其他位
rPUPF |= 0x160;                      //使能MISO的上拉电阻
}

/***************************************************************

文件名：sd_config.h

作用：相关功能的宏定义，以便被以上三个文件调用，便于移植

      移植时需修改

***************************************************************/

#ifndef _SD_CONG
#define _SD_CONG

#define BLOCK_LEN (512) //一个block的长度

#define CMD0 0
#define CMD1 1 // 读OCR寄存器
#define CMD9 9 // 读CSD寄存器
#define CMD10 10 // 读CID寄存器
#define CMD12 12 // 停止读多块时的数据传输
#define CMD13 13 // 读 Card_Status 寄存器
#define CMD16 16 // 设置块的长度
#define CMD17 17 // 读单块
#define CMD18 18 // 读多块,直至主机发送CMD12
#define CMD24 24 // 写单块
#define CMD25 25 // 写多块
#define CMD27 27 // 写CSD寄存器
#define CMD28 28 // Set the write protection bit of the addressed group
#define CMD29 29 // Clear the write protection bit of the addressed group
#define CMD30 30 // Ask the card for the status of the write protection bits
#define CMD32 32 // 设置擦除块的起始地址
#define CMD33 33 // 设置擦除块的终止地址
#define CMD38 38 //擦除所选择的块
#define CMD42 42 // 设置/复位密码或上锁/解锁卡
#define CMD55 55 // 禁止下一个命令为应用命令
#define CMD56 56 // 应用命令的通用I/O
#define CMD58 58 // 读OCR寄存器
#define CMD59 59 // 使能或禁止

//错误返回
#define INIT_FAIL 0
#define NO_ERR 1
#define WR_SGL_BLK_ERR 2
#define GET_INFO_ERR 3

#define R1 1 //SD卡答应类型，表示一个字节
#define R2 2 //SD卡答应类型，表示两个字节

//一下是移植时需修改的内容

#define SD_desel() rPDATE=0x20; //使能SD卡
#define SD_sel() rPDATE=0x00;    //放开SD卡

#define spi_high_speed() rSBRDR = 5; //spi高速模式
#define spi_low_speed() rSBRDR = 99; //spi低速模式
#define spi_ro_mode() rSIOCON = (0x0 << 7) | (0x0 << 6) | (0x0 << 5) | (0x0 << 4) | (0x0 << 3) | (0x0 << 2) | 0x1 //只读模式
#define spi_rt_mode() rSIOCON = (0x0 << 7) | (0x0 << 6) | (0x1 << 5) | (0x0 << 4) | (0x0 << 3) | (0x0 << 2) | 0x1 //读写模式

#endif