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SDIO应用SD卡

發布時間：2024/3/26 编程问答 62 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 SDIO应用SD卡小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

一、SD卡介紹

SD卡（Secure Digital Memory Card）即：安全數碼卡，它是在MMC的基礎上發展而來，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，它被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數碼相機、個人數碼助理(PDA)和多媒體播放器等。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同開發研制。
分類：SD卡外形和接口圖如下圖所示：

SD卡由9個引腳與外部通信，支持SPI和SDIO兩種模式，不同模式下，SD卡引腳功能描述如下表所示：
特點
①高容量，最大可達2TB（目前已有512GB的SD卡）。
②高安全性。
③高速，目前已有讀取速度近100MB/S的SD卡。
④體積小巧，標準SD卡大小只有一張郵票大小，重量僅2g。
⑤接口簡單，支持SPI和SDIO兩種訪問模式。
注意：TF卡+卡套，組合起來也可以當SD卡用，不過，很大一部分TF卡，不支持SPI訪問模式。所以，SPI驅動SD卡的時候，盡量選擇大卡(SD卡)，而不要選擇TF卡。

二、SD卡寄存器

三、SD卡初始化

初始化流程圖

從SD卡初始化流程可知，不管什么卡（這里我們將卡分為4類：SD2.0高容量卡（SDHC，最大32G），SD2.0標準容量卡（SDSC，最大2G），SD1.x卡和MMC卡），首先我們要執行的是卡上電（設置SDIO_POWER
[1:0]=11），上電后發送CMD0，對卡進行軟復位，之后發送CMD8命令，用于區分SD卡2.0，只有2.0及以后的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x的卡，是不支持該命令的。 CMD8命令格式如下表：
在發送CMD8的時候，通過其帶的參數我們可以設置VHS位，以告訴SD卡，主機的供電情況，讓SD卡知道主機的供電范圍。

這里使用參數0X1AA，即告訴SD卡，主機供電為2.7~3.6V之間，如果SD卡支持CMD8，且支持該電壓范圍，則會通過CMD8的響應（R7）。在發送CMD8后，發送ACMD41（注意：發送ACMD41之前，要先發送CMD55），來進一步確認卡的操作電壓范圍，并通過HCS位來告訴SD卡，主機是不是支持高容量卡（SDHC）。
ACMD41命令格式如下表所示：

ACMD41指令響應(R3)，包含了SD卡OCR寄存器內容，其定義如下表所示：對于支持CMD8的卡，主機設置ACMD41的參數HCS=1，告訴SD卡，主機支持SDHC卡。
對2.0的卡，OCR的CCS位用于表示SDHC還是SDSC；對1.x的卡，則忽略該位；
對MMC卡，則不支持ACMD41，MMC卡只需要發送：CMD0和CMD1即可完成初始化。
CMD2用于獲取CID寄存器數據，CID寄存器各位定義如下表：

SD卡在收到CMD2后，將返回R2長響應（136位），其中包含128位有效數據（CID寄存器內容），存放在SDIO_RESP1~4等4個寄存器里面。通過讀取這四個寄存器，就可以獲得SD卡的CID信息。
CMD3，用于設置卡相對地址（RCA，必須為非0），對于SD卡（非MMC卡），在收到CMD3后，將返回一個新的RCA給主機，方便主機尋址。RCA的存在允許一個SDIO接口掛多個SD卡，通過RCA來區分主機要操作的是哪個卡。對于MMC卡，則不是由SD卡自動返回RCA，而是主機主動設置MMC卡的RCA，即通過CMD3帶參數（高16位用于RCA設置），實現RCA設置。同樣MMC卡也支持一個SDIO接口掛多個MMC卡，不同于SD卡的是所有的RCA都是由主機主動設置的，而SD卡的RCA則是SD卡發給主機的。
在獲得卡RCA之后，我們便可以發送CMD9（帶RCA參數），獲得SD卡的CSD寄存器內容，從CSD寄存器，我們可以得到SD卡的容量和扇區大小等十分重要的信息。
至此，我們的SD卡初始化基本就結束了，最后通過CMD7命令，選中我們要操作的SD卡，即可開始對SD卡的讀寫操作了。

四、SD卡讀寫數據

1、SD卡單塊數據塊讀取流程

注意：CMD16設置的數據塊大小，一般為512字節，此設置直接決定SD卡的塊大小，SD卡默認的塊大小自動失效。
2、SD卡多塊數據塊讀取流程

①、CMD16指令說明：

②、 CMD17指令說明：

③、 CMD18指令說明：

④、CMD11指令說明：

3、SD卡單塊數據塊寫入流程

4、SD卡多塊數據寫入流程

注意：該指令僅對SD卡有效。另外，在ACMD指令發送之前，需先發送CMD55。
①、CMD13指令說明：

R1響應：
②、CMD24指令說明：

③、ACMD23指令說明：
注意：發送ACMD之前，必須先發送CMD55，通知SD卡，接下來要發送的是應用命令（APP CMD），而非標準命令

④、CMD55指令說明：

⑤、CMD25指令說明：

五、代碼

1、SD初始化

//初始化SD卡 //返回值:錯誤代碼;(0,無錯誤) SD_Error SD_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;SD_Error errorstatus=SD_OK; u8 clkdiv=0;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOD|RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);//使能GPIOC,GPIOD DMA2時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SDIO, ENABLE);//SDIO時鐘使能RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SDIO, ENABLE);//SDIO復位GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12; //PC8,9,10,11,12復用功能輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//復用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);// PC8,9,10,11,12復用功能輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//PD2復用功能輸出//引腳復用映射設置GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_SDIO); //PC8,AF12GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_SDIO);GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_SDIO);GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_SDIO);GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_SDIO); GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_SDIO); RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SDIO, DISABLE);//SDIO結束復位//SDIO外設寄存器設置為默認值 SDIO_Register_Deinit();NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SDIO_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//搶占優先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子優先級3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據指定的參數初始化VIC寄存器、errorstatus=SD_PowerON(); //SD卡上電if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_InitializeCards(); //初始化SD卡 if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_GetCardInfo(&SDCardInfo); //獲取卡信息if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_SelectDeselect((u32)(SDCardInfo.RCA<<16));//選中SD卡 if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b); //4位寬度,如果是MMC卡,則不能用4位模式 if((errorstatus==SD_OK)||(SDIO_MULTIMEDIA_CARD==CardType)){ if(SDCardInfo.CardType==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1||SDCardInfo.CardType==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0){clkdiv=SDIO_TRANSFER_CLK_DIV+2; //V1.1/V2.0卡，設置最高48/4=12Mhz}else clkdiv=SDIO_TRANSFER_CLK_DIV; //SDHC等其他卡，設置最高48/2=24MhzSDIO_Clock_Set(clkdiv); //設置時鐘頻率,SDIO時鐘計算公式:SDIO_CK時鐘=SDIOCLK/[clkdiv+2];其中,SDIOCLK固定為48Mhz //errorstatus=SD_SetDeviceMode(SD_DMA_MODE); //設置為DMA模式errorstatus=SD_SetDeviceMode(SD_POLLING_MODE);//設置為查詢模式}return errorstatus; }

2、卡上電

//卡上電 //查詢所有SDIO接口上的卡設備,并查詢其電壓和配置時鐘 //返回值:錯誤代碼;(0,無錯誤) SD_Error SD_PowerON(void) {u8 i=0;SD_Error errorstatus=SD_OK;u32 response=0,count=0,validvoltage=0;u32 SDType=SD_STD_CAPACITY;/*初始化時的時鐘不能大于400KHz*/ SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_INIT_CLK_DIV; /* HCLK = 72MHz, SDIOCLK = 72MHz, SDIO_CK = HCLK/(178 + 2) = 400 KHz */SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable; //不使用bypass模式，直接用HCLK進行分頻得到SDIO_CKSDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable; // 空閑時不關閉時鐘電源SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b; //1位數據線SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;//硬件流SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);SDIO_SetPowerState(SDIO_PowerState_ON); //上電狀態,開啟卡時鐘 SDIO->CLKCR|=1<<8; //SDIOCK使能 for(i=0;i<74;i++){SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x0;//發送CMD0進入IDLE STAGE模式命令.SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_GO_IDLE_STATE; //cmd0SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_No; //無響應SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable; //則CPSM在開始發送命令之前等待數據傳輸結束。 SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure); //寫命令進命令寄存器errorstatus=CmdError();if(errorstatus==SD_OK)break;}if(errorstatus)return errorstatus;//返回錯誤狀態SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = SD_CHECK_PATTERN; //發送CMD8,短響應,檢查SD卡接口特性SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_SEND_IF_COND; //cmd8SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short; //r7SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No; //關閉等待中斷SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);errorstatus=CmdResp7Error(); //等待R7響應if(errorstatus==SD_OK) //R7響應正常{CardType=SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0; //SD 2.0卡SDType=SD_HIGH_CAPACITY; //高容量卡}SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;//發送CMD55,短響應 SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_APP_CMD;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure); //發送CMD55,短響應 errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1響應 if(errorstatus==SD_OK)//SD2.0/SD 1.1,否則為MMC卡{ //SD卡,發送ACMD41 SD_APP_OP_COND,參數為:0x80100000 while((!validvoltage)&&(count<SD_MAX_VOLT_TRIAL)){ SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;//發送CMD55,短響應SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_APP_CMD; //CMD55SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure); //發送CMD55,短響應 errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1響應 if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //響應錯誤//acmd41，命令參數由支持的電壓范圍及HCS位組成，HCS位置一來區分卡是SDSc還是sdhcSDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = SD_VOLTAGE_WINDOW_SD | SDType; //發送ACMD41,短響應 SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_SD_APP_OP_COND;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short; //r3SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);errorstatus=CmdResp3Error(); //等待R3響應 if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //響應錯誤 response=SDIO->RESP1;; //得到響應validvoltage=(((response>>31)==1)?1:0); //判斷SD卡上電是否完成count++;}if(count>=SD_MAX_VOLT_TRIAL){errorstatus=SD_INVALID_VOLTRANGE;return errorstatus;} if(response&=SD_HIGH_CAPACITY){CardType=SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD;}}else//MMC卡{//MMC卡,發送CMD1 SDIO_SEND_OP_COND,參數為:0x80FF8000 while((!validvoltage)&&(count<SD_MAX_VOLT_TRIAL)){ SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = SD_VOLTAGE_WINDOW_MMC;//發送CMD1,短響應 SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_SEND_OP_COND;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short; //r3SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);errorstatus=CmdResp3Error(); //等待R3響應 if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //響應錯誤 response=SDIO->RESP1;; //得到響應validvoltage=(((response>>31)==1)?1:0);count++;}if(count>=SD_MAX_VOLT_TRIAL){errorstatus=SD_INVALID_VOLTRANGE;return errorstatus;} CardType=SDIO_MULTIMEDIA_CARD; } return(errorstatus); }

3、設置時鐘頻率

//SDIO時鐘初始化設置 //clkdiv:時鐘分頻系數 //CK時鐘=SDIOCLK/[clkdiv+2];(SDIOCLK時鐘固定為48Mhz) void SDIO_Clock_Set(u8 clkdiv) {u32 tmpreg=SDIO->CLKCR; tmpreg&=0XFFFFFF00; tmpreg|=clkdiv; SDIO->CLKCR=tmpreg; }

4、設置為DMA模式還是查詢模式

//設置SD卡工作模式 //Mode: //返回值:錯誤狀態 SD_Error SD_SetDeviceMode(u32 Mode) {SD_Error errorstatus = SD_OK;if((Mode==SD_DMA_MODE)||(Mode==SD_POLLING_MODE))DeviceMode=Mode;else errorstatus=SD_INVALID_PARAMETER;return errorstatus; }

5、SD卡讀操作

//讀SD卡 //buf:讀數據緩存區 //sector:扇區地址 //cnt:扇區個數 //返回值:錯誤狀態;0,正常;其他,錯誤代碼; u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt) {u8 sta=SD_OK;long long lsector=sector;u8 n;lsector<<=9;if((u32)buf%4!=0){for(n=0;n<cnt;n++){sta=SD_ReadBlock(SDIO_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512);//單個sector的讀操作memcpy(buf,SDIO_DATA_BUFFER,512);buf+=512;} }else{if(cnt==1)sta=SD_ReadBlock(buf,lsector,512); //單個sector的讀操作else sta=SD_ReadMultiBlocks(buf,lsector,512,cnt);//多個sector }return sta; }

6、SD卡寫操作

//寫SD卡 //buf:寫數據緩存區 //sector:扇區地址 //cnt:扇區個數 //返回值:錯誤狀態;0,正常;其他,錯誤代碼; u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt) {u8 sta=SD_OK;u8 n;long long lsector=sector;lsector<<=9;if((u32)buf%4!=0){for(n=0;n<cnt;n++){memcpy(SDIO_DATA_BUFFER,buf,512);sta=SD_WriteBlock(SDIO_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512);//單個sector的寫操作buf+=512;} }else{if(cnt==1)sta=SD_WriteBlock(buf,lsector,512); //單個sector的寫操作else sta=SD_WriteMultiBlocks(buf,lsector,512,cnt); //多個sector }return sta; }

SD卡的應用就講到這里啦！

感謝觀看！！！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SDIO应用SD卡的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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