零死角玩转stm32-高级篇之SDIO

只看该作者 · 2021-6-29 23:54

1、SDIO（4bit + DMA、支持SDHC）

　　　1.1 实验描述及工程文件清单

实验描述:MicroSD卡(SDIO模式)测试实验，采用4bit数据线模式。没有跑文件系统，只是单纯地读block并将测试信息通过串口1在电脑的超级终端上打印出来。

硬件连接:MicroSD卡(SDIO模式)测试实验，采用4bit数据线模式。没有跑文件系统，只是单纯地读block并将测试信息通过串口1在电脑的超级终端上打印出来。

用到的库文件:startup/start_stm32f10x_hd.cCMSIS/core_cm3.cCMSIS/system_stm32f10x.cFWlib/stm32f10x_gpio.cFWlib/stm32f10x_rcc.cFWlib/stm32f10x_usart.cFWlib/ stm32f10x_sdio.cFWlib/ stm32f10x_dma.cFWlib/ misc.c

用户编写的文件:USER/main.cUSER/stm32f10x_it.cUSER/usart1.cUSER/ sdio_sdcard.c

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野火STM32开发板 MicroSD卡硬件原理图：

只看该作者 · 2021-6-29 23:55

　1.2 SDIO简介

野火STM32开发板的CPU ( STM32F103VET6 )具有一个SDIO接口。SD/SDIO/MMC主机接口可以支持MMC卡系统规范4.2版中的3个不同的数据总线模式：1位(默认)、4位和8位。在8位模式下，该接口可以使数据传输速率达到48MHz，该接口兼容SD存储卡规范2.0版。SDIO存储卡规范2.0版支持两种数据总线模式：1位(默认)和4位。

目前的芯片版本只能一次支持一个SD/SDIO/MMC 4.2版的卡，但可以同时支持多个MMC 4.1版或之前版本的卡。除了SD/SDIO/MMC，这个接口完全与CE-ATA数字协议版本1.1兼容。

只看该作者 · 2021-6-29 23:56

1.3 SD协议

大多数人原来没有了解过SD协议，又看到SDIO的驱动有2000多行，感觉无从下手。所以野火重新写了这个文档进行详细的解释，帮助大家更快地跨过这道槛。

附资料：《Simplified_Physical_Layer_Spec.pdf》，这个资料包含了SDIO协议中SD存储卡的部分。

下面野火结合STM32的SDIO，分析SD协议，让大家对它先有个大概了解，更具体的说明在代码中展开。

只看该作者 · 2021-6-29 23:57

一．从SDIO的时钟说起。

SDIO_CK时钟是通过PC12引脚连接到SD卡的，是SDIO接口与SD卡用于同步的时钟。

SDIO选配器挂载到AHB总线上，通过HCLK二分频输入到适配器得到SDIO_CK的时钟，这时SDIO_CK = HCLK/（2+CLKDIV）。其中CLKDIV是SDIO_CLK(寄存器)中的CLKDIV位。

另外，SDIO_CK也可以由SDIOCLK通过设置bypass模式直接得到，这时SDIO_CK = SDIOCLK=HCLK。

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通过下面的库函数来配置时钟：

SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);

对SD卡的操作一般是大吞吐量的数据传输，所以采用DMA来提高效率，SDIO采用的是DMA2中的通道4。在数据传输的时候SDIO可向DMA发出请求。

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二．讲解SDIO的命令、数据传输方式。

SDIO的所有命令及命令响应，都是通过SDIO-CMD引脚来传输的。

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命令只能由host即STM32的SDIO控制器发出。SDIO协议把命令分成了11种，包括基本命令，读写命令还有ACMD系列命令等。其中，在发送ACMD命令前，要先向卡发送编号为CMD55的命令。

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参照下面的命令格式图，其中的start bit，transmission bit ，crc7，endbit，都是由STM32中的SDIO硬件完成，我们在软件上配置的时候只需要设置command index和命令参数argument。Command index就是命令索引（编号），如CMD0，CMD1…被编号成0，1...。有的命令会包含参数，读命令的地址参数等，这个参数被存放在argument段。