关于USB转SD卡的一个离奇的故事

只看该作者 · 2013-8-22 22:35

本帖最后由 angryBird 于 2013-8-22 22:35 编辑

题目没错，是 USB转SD卡，而不是常见到反过来。之所以说离奇，不过是因为平时没见过这种用法，故而应属少有。在网上也查了一段时间资料，几乎没有找到相关的做法。
对于STM32，两年多前，用f207做过一个CDC之类的小项目。具体是USB口链接一个移动设备，按照modem协议，通过at指令，控制和收发数据，然后用串口转给另一边的一台设备。时间有点久了，之后再没有接触过STM32。所以，这次这个USB转SD卡，一时还没有多少思路。看了一些有关SD卡SPI协议的资料，还没有深入。
活总是要干的，现在开始正式整理思路，以及要解决的问题。以前在这个论坛，也得到过大家的帮助，这次也期望各位同道中人能多多帮忙。尤其是原子老大，还有香水老师，先谢了哈。

这个项目大体是这样，用f107，做一个USB转SD的小板。一端做成SD卡触脚形式，插到另一台设备的SD卡插槽，f107的u口接U盘。原来设备读写SD卡的功能一点不动，完全通过stm32翻译、转换，实现USB转SD卡。也就是将平时用的读卡器给反过来用。

目前思路如下：
1. 安装EWARM，下载了6.1版本。上次的是什么版本早忘了，软件已经卸载，有点郁闷。
2. 学习SPI通信，因为是通过stm32的spi接口，和其它设备的SD插槽连接，实现SD卡的spi协议。
3. 学习sd卡的spi协议，整理常用的命令。读上位机读写SD卡的代码，看看都是怎么操作SD卡的。
4. 学习FAT文件系统相关知识。这个是我最郁闷的地方。因为我觉得上位机发来一条命令比如读一个文件，应该是按照文件系统的方式进行的吧，按照扇区读？将读sd扇区的命令转换到读U盘的扇区？对此我表示现在还很晕，期待大家的指点：）
5. 硬件有了后，写程序框架，调试spi通信。捕捉spi接收到的读写指令。分析。
6. 读写USB。
7. 。。。

现在觉得好难啊：(
列位，支持一下哈。

只看该作者 · 2013-8-26 20:45

本帖最后由 angryBird 于 2013-8-26 21:07 编辑

又过了几天，长征路上在继续。

1.安装了IAR6.1，不能编译以前的程序。没细看是为什么，准备重新装一下6.4.
2.整理思路，在网上四处乱撞，想到什么就搜索什么，以拓宽思路。补了一下FAT表相关知识，也看了一些读卡器的设计原理。

对于后续工作，目前阶段思路如下：
1.原来设备实现了一个FAT文件系统，那从SPI发来的数据，应该是遵循SD卡SPI协议的命令，比如CMD开头的一系列命令。
2.如果果如上述，我需要做得，是解析这些命令，并做出相应的操作到USB。比如，如果发来的是CMD读取一个扇区命令，我则去读取USB一个相应的扇区，并将数据发送到SPI的发送端口。
3.那么，我需要做的，就是能将USB的0扇区、FAT1、FAT2扇区、根目录扇区能在上位机请求的情况下，原原本本发送给上位机，上位机据此整理出FAT文件系统。

上述思路不知正确与否，需要继续分析与验证。学习，真正是无止境！

我请求香水版主，以及各位同道，对我上述思路给些指点。
郑重道谢。

只看该作者 · 2013-8-26 21:06

我把另一个论坛的正点原子混到这里来了，sorry

只看该作者 · 2013-8-27 12:51

难点在于SD卡端的协议实现

只看该作者 · 2013-8-28 22:07

qinyp 发表于 2013-8-27 12:51
难点在于SD卡端的协议实现

这两天忙别的，没顾上这个，也没上论坛。

我的思路是，将开发部的SPI接到上位机的SD卡槽，或者电脑、甚至读卡器的SD卡槽里面，读取上位机发来的数据，进行分析，理清这条通路和具体的协议，调通如何按照SD卡协议回复上位机。

关于SD卡协议的实现，我现在还是理解为按照上位机发来的CMD，读取（或者写）相应的USB扇区。不知对否？

继续期待香主的高见。

只看该作者 · 2013-8-29 09:02

本帖最后由 reille 于 2013-8-29 09:05 编辑

有个疑问，你这个USB转SD卡，从你对项目的描述来看：“一端做成SD卡触脚形式，插到另一台设备的SD卡插槽，f107的u口接U盘。原来设备读写SD卡的功能一点不动”，USB转成的SD端应该是相当于SD卡吧？？
如果SD端相当于SD卡，相当于要实现SD卡的协议，把SD协议转成USB协议，不知可否这要理解？

只看该作者 · 2013-8-29 15:01

就是一个类似于读卡器的功能吧

1万 · 2013-8-29 16:31

LZ按照2、5楼的思路做就是了。

只看该作者 · 2013-8-29 16:31

估计楼主是想通过usb接口把u盘模拟成sd卡，那就应该是sd转usb。sd是主设备，usb是从设备。但是sd卡跟u盘差异较大，如果只是单纯保存文件估计没问题。如果是一些特有的指令，估计楼主要抓狂了。比如读取sd卡的序列号，u盘明显是没有序列号的，这个怎么实现？sd卡的扇区跟u盘的也不太一样，怎么转换？读取sd卡的电压范围时，你的程序怎么回复主机？随便捏造一个？

只看该作者 · 2013-8-29 23:57

看来我一楼的描述不太清楚，不是sd转usb，而是usb转sd。sd转usb满街都是卖的，就是读卡器呀。我做的是反过来的，你可以叫它“读USB器”，呵呵，有点拗口。
STM32读写u盘，是主模式。同时，把自己模拟成SD卡，对于上位机而言，是从设备。

这两天在详细看SD卡的spi协议和例程。准备整理一下，做个文档备份。
至于序列号，肯定是虚拟一个了。
sd卡的扇区和u盘的扇区有什么区别吗？这个我这两天倒是没注意。看了u盘的fat分区，和sd卡的fat分区的介绍，似乎差不多啊？请qq64511253指点一下。

谢谢楼上各位朋友的支持和建议。现在硬件还没有做出来，我打算用读卡器先做一个东西，拆开连几根线到开发板的spi上，先调试一下spi通信，这个没做过，调通了，看看数据是怎么跑的。

开发板是f207的，找半天没找到spi例程，到st网站上，折腾了一个小时，竟然找不到下载例程的方法（根本找不到在哪里），晕啊。哪位朋友有，或者给个链接，或者教教我怎么在官网上找到spi的例程。谢谢！

只看该作者 · 2013-8-29 23:57

reille 发表于 2013-8-29 09:02
有个疑问，你这个USB转SD卡，从你对项目的描述来看：“一端做成SD卡触脚形式，插到另一台设备的SD卡插槽，f ...

是这样的。

只看该作者 · 2013-8-29 23:58

平常人发表于 2013-8-29 16:31
LZ按照2、5楼的思路做就是了。

看来你认为我目前的思路对头，是这样吧？倍感鼓舞！

只看该作者 · 2013-8-30 09:04

本帖最后由 reille 于 2013-8-30 09:07 编辑

我觉得可以不用去理会什么扇区不同之类的，因为都是fat吗，FAT给你屏蔽了这些底层硬件的差异！
关键是卡识别的过程中，怎么mount成功！

只看该作者 · 2013-9-2 22:45

又过去了三天，孩子开学，忙忙活活的，日子过得真快。
继续看SD卡spi协议相关资料和一些读写SD卡的例程，熟悉通信的过程。
终于找到了两年前做项目用到的EWARM安装程序，原来是6.2版本。再次安装起来编译调试环境。
将原来的项目打开，编译，一堆错误。经过仔细回想，以及网上查找，至此总算能把原来的工程编译过去了，下载到开发板上，正常运行。也算今晚的一点小成绩。

在EWARM上修改了一下内容，做个备忘。
1. 在options里面，target要选择相应的CPU型号，这里是 f207。
2. 在options里面，C/C++ Compiler->preprocessor选项里面，要将用到的头文件的路径全部包括进去。这个我倒有点纳闷，头文件有多个路径，在preprocessor里面，要一个一个全部罗列出来。
3. options->General Options->Library Configuration里面，Library选择 full，否则，文件里面有一个重定向打印信息的函数报错，报FILE not defined 错误。
4. options->General Options->Library Configuration里面，勾选上Use CMSIS，不用自己的core_cm3.h 。具体什么原因忘了。
5. options->linker->config里面，选择自己工程下面的那个.icf文件，否则，运行时会报错，说从0地址写如程序。

以上是今晚的工作。明天准备将程序的框架搭起来。

只看该作者 · 2013-9-3 23:49

多谢原子兄支持。

今天用读卡器做一个调试用的工具，结果读卡器是坏的。倒是拆开看清楚了，后面再找一个好的，按照9个脚，接出来相应的四根线。和开发板上哪几个管脚接，还没有看。

建立了项目workspace，但是还没有开始写代码。先找到了例程里面的spi flash的代码，想着应该先看看例程跑起来是什么样子。于是，在IAR上新建一个例子工程。几经周折，总算编译过去了，下载到了开发板上，也能执行。但是除了在LCD上显示了我打印的字，没看出来什么其它的信息。没看这部分的代码，所以也不知道具体是什么了。

建立新工程的过程，有几点要记录一下：
1. 固件库里面的c文件，基本上都复制过来用了；eval开发办相关的c文件，也拿来了不少
2. 关于.icf文件，忘了是怎么生成的了。所以，download and debug 程序，根本跑不起来。对比了一下原来工程在Linker里面，config选项卡中，是edit过的，在edit中，设置了f207的vector table, memory regions等。照着找个在新工程上也做一遍，结果.icf自动生成。
3. 经过上述，再下载执行，还是不对。结果发现，还要在 debugger->download 里面，选上use flash loader。
至此，程序在开发板上跑起来了。
4. 另外，头文件不用加到工程里面来，在C/C++ Compiler->preprocessor选项里面，要将用到的头文件的路径全部包括进去就行了。当然，加到工程里面，打开查看方便。

期间，有一个疑问，固件库里面很多文件，哪些是需要加到自己工程里面来的，是根据什么筛选的呢？

只看该作者 · 2013-9-7 22:46

这两天在编写代码，一边写，一边参考例程。
有一个two board 通信的例子，slave模式spi接收使用的是中断模式，master发送也是中断模式。在网上看的其它一些例子，接收似乎不是使用中断。总之，目前处于代码编写的前期阶段。
搞了一个改造的读卡器，飞线出来，用示波器看波形。卡能正常读写，但是一直看不到SD卡第5个引脚（SD CLK）上有标准的方波，只有在写SD卡的时候，有一段一段的类似正弦波的波形出现。在网上查了查，PC上，或者读卡器使用的似乎都是SD协议，如果是这样的话，做出来这个工具用处不大了。调试是个问题。
为啥不能一直看到时钟信号呢？难道是只有在读写的时候，主机才发送时钟信号？求解答。

改造SD卡，把里面的的9跟线印出来，直接插到上位机的SD卡槽里面，目前只有这个办法了，因为上位机肯定使用的是SPI协议。

艰苦摸索中。。。