STM32 基础篇——SD 卡实验

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;
}

只看该作者 · 2018-3-23 14:54

写 512 个数据数据
static int8_t SD_WriteData(uint8_t *buf, uint8_t cmd)
{
uint16_t i;
/* 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;
}
}
/* 发送起始令牌 */
SPI2_WriteReadData(cmd);
/* 开始写入数据 */
for(i = 0; i<512; i++)
{
SPI2_WriteReadData(*buf);
buf++;
}
/* 发送两位 CRC 效验码，随便发 */
SPI2_WriteReadData(0xFF);
SPI2_WriteReadData(0xFF);
/* 读取返回值 */
i = SPI2_WriteReadData(0xFF);
if((i & 0x1F) != 0x05) //判断是否写成功
{
SD_CS_SET;
SPI2_WriteReadData(0xFF);
return 0xFF;
}
return 0;
}

只看该作者 · 2018-3-23 14:55

在主函数中，我们还调用了一个函数，用来读取 SD 的卡的内存容量。
而 SD 卡的内存容量的相关数据都保存在 CSD 寄存器里面。要注意的是，SD
卡 V1.0 协议的 CSD 寄存器和 SD 卡 V2.0 协议的 CSD 寄存器是不相同的，
所以当我们想要读取 SD 卡的内存容量的时候，要注意区分 SD 卡是 V1.0 协
议还是 V2.0 协议。具体的 CSD 寄存器结构，这里就不贴出来了，大家可以
查看《SD 卡 2.0 协议.PDF》，里面有详细列表。

只看该作者 · 2018-3-23 15:18

我们在上面学习过如何读取 SD 卡数据之后，我们在学习读取 CSD 寄存
器就很简单了，它们的操作其实差不多的，具体步骤如下：
1) 发送读取命令 CMD9。
2) 检测返回值，查看是否成功发送 CMD9。
3) 等待起始令牌 0xFE。
4) 读取 16 个字节长度的 CSD 寄存器。
5) 读取 2 个字节的 CRC 效验。
6) 取消片选。

只看该作者 · 2018-3-23 15:19

读取了 CSD 寄存器，我们怎么计算 SD 卡的容量呢，首先我们来看 V2.0
协议的内存容量计算方式（在《SD 卡 2.0 协议.PDF》的 87 页）。
内存容量 = (C_SIZE + 1) * 512。
C_SIZE 在 CSD[73:62]。
V1.0 协议的内容容量计算方式为（在《SD 卡 2.0 协议.PDF》的 81 页）：
内存容量 = BLOCKNR * BLOCK_LEN；
BLOCKNR = (C_SIZE + 1) * C_SIZE_MUL；
BLOCK_LEN = (READ_BL_LEN < 12)；
C_SIZE_MULT 在 CSD[49:47]；READ_BL_LEN 在 CSD[83:80]；C_SIZE
在 CSD[73:62]。

只看该作者 · 2018-3-23 15:20

int8_t SD_ReadCapacity(uint32_t *capacity)
{
uint8_t csdValue[16];
uint16_t n, i = 0;
/* 发送命令 */
while(SD_WriteCmd(SD_CMD9, 0, 0x01) != 0);
{
i++;
if(i > 100)
{
return 0xFF; //发送命令失败
}
}
/* 等待起始令牌 0XFE */
i = 0;
while(SPI2_WriteReadData(0xFF) != 0xFE)
{
i++;
if(i > 500)
{
return 0xFF;
}
}

只看该作者 · 2018-3-23 15:20

/* 读取数据 */
for(i=0; i<16; i++)
{
csdValue[i] = SPI2_WriteReadData(0xFF);
}
/* 读取两位 CRC 效验 */
SPI2_WriteReadData(0xFF); //RCC
SPI2_WriteReadData(0xFF);
/* 取消片选 */
SD_CS_SET;
SPI2_WriteReadData(0xFF);
/* SD V2.0 的卡 CSD 第一个数据是 0x40 */
if((csdValue[0] & 0xC0) == 0x40)
{
/* 计算 C_SIZE，在 CSD[69:48] */
*capacity = csdValue[9] + ((uint16_t)csdValue[8] << 8) + 1;
/* 实际上就是乘以 1024 */
*capacity = (*capacity) << 10;//得到扇区数
}
else
{
/* 内存算法是 capacity = BLOCKNR * BLOCK_LEN */
/* BLOCKNR = (C_SIZE + 1) * MULT； */
/* BLOCK_LEN = (READ_BL_LEN < 12) 或 2^(READ_BL_LEN)
*/
/* 计算 BLOCK_LEN 在 ,C_SIZE_MULT 在
CSD[49:47];READ_BL_LEN 在 CSD[83:80] */
n = (csdValue[5] & 0x0A) + ((csdValue[10] & 0x80) >> 7)
+ ((csdValue[9] & 0x03) << 1) + 2;
/* 计算 C_SIZE，C_SIZE 在 CSD[73:62] */
*capacity = (csdValue[8] >> 6) + ((uint16_t)csdValue[7] << 2)
+ ((uint16_t)(csdValue[6] & 3) << 10) + 1;
*capacity = (*capacity) << (n - 9);//得到扇区数
}
return 0;
}

只看该作者 · 2018-3-23 17:32

主程序
int main(void)
{
uint8_t ledState, num[6] = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
uint32_t i, sdCapacity;
/* 彩屏显示 */
TFT_Init();
FLASH_Init();
GUI_DisplayInit();
/* 初始化 */
USART1_Config(9600);
LED_Config();
while(SD_Init())
{
GUI_Show12Char(0, 84, "SD 卡初始化错误!", RED, BLACK);
}
GUI_Show12Char(0, 84, "SD 卡初始化成功! ", RED, BLACK);
SD_ReadCapacity(&sdCapacity);
sdCapacity >>= 11; //将 KB 转为 MB
printf("\nSD 卡容量为：%d\n", sdCapacity);

只看该作者 · 2018-3-23 17:33

/* 显示 SD 卡类型 */
if(SD_TYPE == 0x06)
{
GUI_Show12Char(96, 105, "SDV2HC OK!", RED, BLACK);
}
else if(SD_TYPE == 0x04)
{
GUI_Show12Char(96, 105, "SDV2 OK!", RED, BLACK);
}
else if(SD_TYPE == 0x02)
{
GUI_Show12Char(96, 105, "SDV1 OK!", RED, BLACK);
}
else if(SD_TYPE == 0x02)
{
GUI_Show12Char(96, 105, "MMC OK!", RED, BLACK);
}

只看该作者 · 2018-3-23 17:33

/* 显示 SD 卡容量 */
num[0] = (sdCapacity /10000 % 10) + '0';
num[1] = (sdCapacity /1000 % 10) + '0';
num[2] = (sdCapacity /100 % 10) + '0';
num[3] = (sdCapacity /10 % 10) + '0';
num[4] = (sdCapacity % 10) + '0';
GUI_Show12Char(96, 126, num, RED, BLACK);

只看该作者 · 2018-3-23 17:52

由于 SD 卡读写测试会破坏 SD 卡的 FAT 数据，所以这里就不测试读写了，
大家可以自己添加，不过对 SD 卡读写之后，重新使用 SD 卡就要重新格式化了，
大家注意保存 SD 卡的文件。

只看该作者 · 2018-3-23 17:53

本次的SD实验是基于SPI通讯，下次再分享下关于SDIO的，

只看该作者 · 2022-3-3 11:14

nice，学习的好资料

只看该作者 · 2022-3-4 13:39

老板，能分享下pdf么