SD卡（Secure Digital Memory Card）即：安全数字内存卡，它是在MMC的基础上发展而来，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。

• SD卡简介
  
  1 \0 E6 j. W- n' E5 }

SD非常小巧，可以嵌入到设备中，在嵌入式开发中，产品需要存储一些容量叫大的文件，就可能会运用到SD卡。SD卡按容量分类，可以分为3类：SD卡、SDHC卡、SDXC卡，如下表所示。

- t6 a% o8 w/ l

( Q8 `8 O2 o6 V5 O

容量大小不同的SD卡，其内部的操作标准是不同的。很多外设会明确告诉用户本设备最大能够支持容量多大的外扩，不能无限制的扩存，因为容量越大，操作不同，对控制器的要求比较高。当前设备的控制器不足以支持大容量，所以有外扩限制。

) \, ~# `) t" i9 o4 @

SD卡由9个引脚与外部通信，支持SPI和SDIO两种模式，不同模式下，SD卡引脚功能描述如下表所示。

3 F1 R( c. p% L. x
! m- a: k) ^8 P5 j6 x6 S. o

• SD卡的物理结构
  
  ' `$ t- g/ h+ }/ t; C2 H- w& ?$ D* m7 l

一张SD卡包括有存储单元、存储单元接口、电源检测、卡及接口控制器和接口驱动器5个部分。

( T6 K4 m8 x* |7 e1 |% S5 O4 ^% T

SD卡由9个引脚与外部通信，支持SPI和SDIO两种模式，不同模式下，SD卡引脚功能描述如下表所示。

( I/ |  `6 }" `* g3 J% t

" E- v! K, f4 J! c

存储单元：是存储数据部件，存储单元通过存储单元接口与卡控制单元进行数据传输；

8 z( {2 }6 x& q5 h8 c

电源检测单元：保证SD卡工作在合适的电压下，如出现掉电或上状态时，它会使控制单元和存储单元接口复位；

卡及接口控制单元：控制SD卡的运行状态，它包括有8个寄存器；

接口驱动器：控制SD卡引脚的输入输出。

4 {9 O; U6 n) l' n1 m. V

• SD卡内部寄存器
  
  4 U$ U9 F9 o4 S2 Q6 D( h

SD卡总共有8个寄存器，用于设定或表示SD卡信息。这些寄存器只能通过对应的命令访问，程序控制中只需要发送组合命令就可以实现SD卡的控制以及读写操作。

% t3 C- o6 T2 {  q! Z' E3 J: [

9 e- k  Q- B9 l" X+ ?

• SDIO接口
  
  

SDIO全称是安全数字输入/输出接口，多媒体卡(MMC)、SD卡、SD I/O卡都有SDIO接口。STM32F407系列控制器有一个SDIO主机接口，它可以与MMC卡、SD卡、SD I/O卡以及CE-ATA设备进行数据传输。也就是说SDIO接口不仅仅只会操作SD卡，凡是符合SDIO接口通信的设备都可以被操作。

; V# f  T! }, f7 }9 v

SDIO 具有以下特性：

完全兼容 多媒体卡系统规范版本 4.2。卡支持三种不同数据总线模式：1 位（默认）、4 位和 8 位

完全兼容先前版本的多媒体卡（向前兼容性）

完全兼容 SD 存储卡规范版本2.0

完全兼容 SD I/O 卡规范版本 2.0 ： 卡支持两种不同数据总线模式：1 位（默认）和 4 位

完全支持 CE-ATA 功能（完全符合 CE-ATA  数字协议版本 1.1）

对于 8 位模式，数据传输高达 48 MHz

数据和命令输出使能信号，控制外部双向驱动程序。

SDIO 不具备兼容 SPI 的通信模式。

• SDIO组成
  
  

SDIO 适配器块提供特定于 MMC/SD/SD I/O 卡的所有功能，如时钟生成单元、命令和数据传输。

, B& O! B- V2 e

APB2 接口访问 SDIO 适配器寄存器，并且生成中断和 DMA 请求信号。

& _7 g  O/ ?5 S! U% P3 R1 k

+ l6 U; J: D8 ^! ~+ i

注：

1、默认情况下，SDIO_D0用于数据传输。初始化后，主机可以更改数据总线宽度。

2、SD 卡连接到总线，主机可以将数据传输配置为SDIO_D[3:0]

3、SDIO使用两个时钟信号：SDIO适配器时钟(SDIOCLK= 48 MHz)和APB2总线时钟(PCLK2)。

４、卡时钟（SDIO_CK）：每个时钟周期在命令和数据线上传输1位命令或数据。对于SD或SDI/O卡，时钟频率可以在0MHz至25MHz间变化，当数据正式稳定传输的时候配置为24MHz。SDIO_CK计算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/(2+CLKDIV)

５、SDIO适配器时钟（SDIOCLK）：该时钟用于驱动SDIO适配器，可用于产生SDIO_CK时钟。对F4来说，SDIOCLK来自PLL48CK(48Mhz)。

６、F4：APB2总线接口时钟（PCLK2）：该时钟用于驱动SDIO的APB2总线接口，其频率为PCLK2=84Mhz。

注意：在SD卡初始化时，SDIO_CK不可以超过400Khz，初始化完成后，可以设置为最大频率（但不可以超过SD卡最大操作频率）。

& Y& R$ b+ ]1 G& |( K$ b! B

该适配器由五个子单元组成：

1.适配器寄存器块 ：适配器寄存器模块包含所有系统寄存器。

2.控制单元   : 控制单元包含电源管理功能和存储卡时钟的时钟分频器。

3.命令路径 ：命令路径单元向卡发送命令并从卡接收响应。

4.数据路径 ：数据路径子单元负责与卡相互传输数据。

5.数据 FIFO ：数据 FIFO（先进先出）子单元是一个数据缓冲器，带发送和接收单元。FIFO 包含一个宽度为 32 位且深度为 32 字的数据缓冲器和发送/接收逻辑。（一共32 个单元，一个单元一个字）。所有的数据传输都要经过FIFO，便于管理。

8 f1 B( u; n- p# n2 S1 |, o5 Q

• SDIO 命令简介
  
  

SD命令由主机发出，以广播命令和寻址命令为例，广播命令是针对与SD主机总线连接的所有从设备发送的，寻址命令是指定某个地址设备进行命令传输。

SD命令格式固定为48bit，都是通过CMD线连续传输的，数据线不参与。

& `& N8 `. h* e/ Y: m4 U

4 d3 k% ?+ W6 a. g( j! i

SD命令的组成如下：

起始位和终止位：命令的主体包含在起始位与终止位之间，它们都只包含一个数据位，起始位为 0，终止位为 1。

( a' x7 \1 t. [4 b

传输标志：用于区分传输方向，该位为 1 时表示命令，方向为主机传输到 SD 卡，该位为 0时表示响应，方向为 SD卡传输到主机。

命令主体内容包括命令、地址信息/参数和 CRC 校验三个部分。

& b7 w/ R+ }5 L# B, j& }6 f

命令号：它固定占用 6bit，所以总共有 64个命令(代号：CMD0~CMD63)，每个命令都有特定的用途，部分命令不适用于 SD 卡操作，只是专门用于 MMC卡或者SD I/O卡。

地址/参数：每个命令有 32bit地址信息/参数用于命令附加内容，例如，广播命令没有地址信息，这 32bit用于指定参数，而寻址命令这 32bit用于指定目标 SD卡的地址。

CRC7 校验：长度为 7bit的校验位用于验证命令传输内容正确性，如果发生外部干扰导致传输数据个别位状态改变将导致校准失败，也意味着命令传输失败，SD卡不执行命令。

SD命令有4种类型：

1.无响应广播命令(bc)，发送到所有卡，不返回任务响应；

2.带响应广播命令(bcr)，发送到所有卡，同时接收来自所有卡响应；

3.寻址命令(ac)，发送到选定卡，DAT线无数据传输；

5.寻址数据传输命令(adtc)，发送到选定卡，DAT线有数据传输。

2 L3 B) D- u. D' a2 T% F

在标准中定义了两种类型的通用命令：特定应用命令(ACMD)和常规命令(GEN_CMD)，也就是说在64个命令作为常规命令的基础上加了特定的命令

要使用SD卡制造商特定的ACMD命令如ACMD6，需要在发送该命令之前无发送CMD55命令，告知SD卡接下来的命令为特定应用命令。CMD55命令只对紧接的第一个命令有效，SD卡如果检测到CMD55之后的第一条命令为ACMD则执行其特定应用功能，如果检测发现不是ACMD命令，则执行标准命令。

SD命令响应由SD卡向主机发出，部分命令要求SD卡作出响应，这些响应多用于反馈SD卡的状态。基本特性如下：

7 e7 A  V( D& V- a

lSDIO总共有7个响应类型(代号：R1~R7)，其中SD卡没有R4、R5类型响应。特定的命令对应有特定的响应类型，比如当主机发送CMD3命令时，可以得到响应R6。与命令一样，SD卡的响应也是通过CMD线连续传输的。根据响应内容大小可以分为短响应和长响应。短响应是48bit长度，只有R2类型是长响应，其长度为136bit。

SDIO读数据

: @% F1 `$ o* Q

+ H" i- [4 |5 ]- J% h

单个块读操作与多个块的读操作除命令不同外，还体现在读操作结束时，单个块读取一个块自动结束，而多个块还需要主机发送停止命令。写操作类似，也要多发一个结束命令，只不过写操作写数据前需要检查卡的状态是否为忙状态。

SDIO写数据

1 E" i! w- Q+ P/ m3 k5 T! H

• SD卡操作模式
  
  ( F! G! y/ Q* ^0 u

SD卡有多个版本，STM32控制器目前最高支持《Physical Layer SimplifiedSpecification V2.0》定义的SD卡，STM32控制器对SD卡进行数据读写之前需要识别卡的种类：V1.0标准卡、V2.0标准卡、V2.0高容量卡或者不被识别卡。

SD卡系统定义了两种操作模式：卡识别模式和数据传输模式。

在系统复位后，主机处于卡识别模式，寻找总线上可用的SDIO设备；同时，SD卡也处于卡识别模式，直到被主机识别到，即当SD卡接收到SEND_RCA(CMD3)命令后，SD卡就会进入数据传输模式，而主机在总线上所有卡被识别后也进入数据传输模式。

) t3 ~! O& ]+ E- E$ n

每个不同的操作模式下，SD卡都有不同状态，通过命令控制实现卡状态的切换，在不同的状态下做不同的事，比如在发送数据前需要SD卡处于传输状态，发送数据时，SD卡处于接收状态。

6 A* K' N, \% _! R. i+ ?6 }( q

• 卡识别模式
  
  ) M, e5 p' F: M9 Z: C" O' g: X

①上电后，主机发送CMD0让所有卡软复位从而进入空闲状态。

②主机发送CMD8确定卡的电压范围，并识别是否为2.0的卡

③主机发送ACMD41识别或拒绝不匹配它的电压范围的卡，SD卡需要工作在特定的电压范围之内

④主机发送CMD2来控制所有卡返回它们的卡识别号CID（128位)

⑤主机发送CMD3命令，让卡推荐一个RCA（16）地址作为以后通信的标识，之后都以RCA值作为身份标识进行信息交互。

+ y/ z! Y! r' h# H6 `  g% T( x$ n6 Q

注：在卡识别过程中，要求SD卡工作在识别时钟频率FOD的状态下，在SD卡初始化时，SDIO_CK不可以超过400Khz

• 数据传输模式
  
  4 Y8 P" X+ ?8 p# Y8 D& F; V

只有SD卡系统处于数据传输模式下才可以进行数据读写操作。数据传输模式下可以将主机SD时钟频率设置为FPP，默认最高为25MHz，频率切换可以通过CMD4命令来实现。通过CMD7命令加上RCA值来选定指定的卡，选中后SD卡进入数据传输状态，就可以发送CMD17读单个块，CMD18读多个块，读多个块时只有发送CMD12命令才会停止。SD卡再次进入传输状态，若不想对卡有任何操作可以再次发送CMD7命令加上RCA值来取消指定的卡，写操作与上述原理相同。

• SD卡普通模式操作实例
  
  

实验内容：向SD卡写入数据后读出

实验步骤：

1.配置RCC，与以往不同的是SDIO适配器的时钟是单独配置的，需要专用的SDIOCLK，标准工作在48MHz

, e" m/ U& C2 [. c5 e7 G2 ?

2.配置SDIO

% @) s, v, [. _; q

5 q4 y1 ^; q/ B3 n; Z

3.编写代码

1. 
   6 f. t" Y4 H2 D1 V& h  k( W
2. //mian.c
   ' F, [" t+ D& u9 D" g3 \  z
3. #include "main.h"
   0 d* _7 f4 H2 P3 B4 ?
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
5. #include "sdio.h"
   
6. #include "usart.h"
   . c9 X; |0 n4 a
7. #include "gpio.h"
   : e5 r' p- Z$ Q: v6 B
8. #define SDBUF_SIZE   1024
   . L) {2 j& O- U% j( n
9. uint8_t SDBUF_TX[SDBUF_SIZE],SDBUF_RX[SDBUF_SIZE];//数据传输的buf，一个用于传输，一个用于接收
   - L: N$ c. O' Q
10. //定义全局变量，最好不定义局部变量，防止因过大造成栈溢出
    1 t) v/ p1 a4 q6 G% z
11. int main(void)
    
12. {
    
13.       uint32_t i;
    * \0 i0 A. S4 g6 a, \
14.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    ' h- g  ]8 w$ n3 S" D  _
15.       HAL_Init();
    
16.       SystemClock_Config();
    % Z& J0 C1 q( x' \+ [( t
17.       MX_GPIO_Init();
    - P. n: p. c( D& s" {
18.       MX_SDIO_SD_Init();
    , r: l" F( p7 h6 _7 V
19.       MX_USART1_UART_Init();
    
20.       printf("this is sd test\n");
    
21.       //卡识别结束后就可以调用HAL_SD_GetCardInfo()函数获取卡信息并打印
    
22.       HAL_SD_GetCardInfo(&hsd, &pCardInfo);
    4 w- n0 a& d) c( ]  J2 w
23.       printf("pCardInfo.CardType = %u\n",pCardInfo.CardType);
    
24.       printf("pCardInfo.CardVersion = %u\n",pCardInfo.CardVersion);//版本
    
25.       printf("pCardInfo.BlockNbr = %u\n",pCardInfo.BlockNbr);//SD卡块数
    
26.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    # A8 O# ^0 R+ ~3 x
27.       /*--------------------SD卡写测试----------------------------------*/
    
28.       memset(SDBUF_TX, 0x8, SDBUF_SIZE);  /、填充TXbuf为0x8
    
29.       /**
    % X! W% }0 g" _0 \  E
30.          //函数功能及参数描述                             
    
31.         *HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData,
    0 T" p6 }% v8 O# J4 Y' R: i% u$ m
32.                       *uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)
    / [: O# }" q1 |# R# D
33.         * @param  hsd Pointer to SD handle
    
34.         * @param  pData pointer to the buffer that will contain the data to transmit
    / B+ C! l7 y4 H$ ^1 R6 N- T2 d0 ?
35.         * @param  BlockAdd Block Address where data will be written，从哪一个块开始写  
    
36.         * @param  NumberOfBlocks Number of SD blocks to write   写几个块
    ; l, u( H, o" K( ~4 d
37.         * @param  Timeout Specify timeout value 超时时间
    
38.         * @retval HAL status
    
39.         if( HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, SDBUF_TX, 0 , 2, 1000) == HAL_OK)
    
40.         {
    + A6 h: l, g1 v' V- y& N% I5 j
41.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//处于传输状态退出
    
42.             printf("WriteBlocks Successfully\n");
    
43.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
44.             {
    
45.                 printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    
46.             }
    7 G. {+ w4 Z. Z& p  {' ^& A1 s
47.             printf("\r\n");
    ) B/ ?: f* g2 a* P$ T/ h
48.         }
    : [7 W8 |! \  [) {6 c6 j  Y
49.         else
    ! e% i" C9 c+ u) s$ l) L% G
50.         {
    
51.             printf("WriteBlocks Failed\n");
    
52.         }
    7 |$ v5 o  [7 J5 v2 `' a$ P& u
53.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    
54.         //与HAL_SD_WriteBlocks函数的参数功能相同
    
55.         if( HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, SDBUF_RX , 0, 2, 1000) == HAL_OK)
    $ C9 C( O6 P( \6 s& U, X, Q
56.         {
    
57.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//返回到传输状态退出
    # _- N, s$ [2 e& L
58.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    + ]) Q# d2 G. E' w) Z' y: V
59.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
60.             {
    3 r' `$ H. ^0 w% r
61.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    / w& _( `0 q( S3 v. o& A, a
62.             }
    
63.             printf("\r\n");
    
64.         }
    1 m9 a# j+ B. N. f5 h
65.         else
    
66.         {
    
67.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    ! C6 T! z4 ]- d* m: u
68.         }
    6 R# L" @' S3 Z. O7 H# [0 v6 H9 ^
69.         /*--------------------SD 擦除测试----------------------------------*/
    0 u  D- e( O3 A' x% B7 I3 N' k
70.         if (HAL_SD_Erase(&hsd, 0, 1) == HAL_OK )
    ; @' N2 A7 A- e8 B- `6 i/ q. e
71.         {
    
72.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    2 {9 P% h3 w$ n2 b
73.             printf("SD_Erase Successfully\n");
    1 Y2 {. w" p# i; K% \
74.         }
    
75.         else
    3 E* K$ g0 H, T4 Q# M' e
76.         {
    # b0 C; J" Z2 U* Z; o- i
77.             printf("SD_Erase Failed\n");
    
78.         }
    / J# S% v* {; X$ }6 B( \! R5 L
79.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    8 v0 L' Y/ d  V: l' F2 c' R
80.         if( HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, SDBUF_RX , 0, 2, 1000) == HAL_OK)
    ( z( m% f$ R" [& ?9 c4 o4 m
81.         {
    & g' k. ~' z" S4 P+ R0 B
82.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    
83.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    " H$ @" @$ _$ C/ }
84.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    0 n) R9 w4 o3 {1 Q: k/ O
85.             {
    # D, T; i! O  k0 G) H- u' \  M8 m
86.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    
87.             }
    $ \- g; R7 Q' m7 ?  E
88.             printf("\r\n");
    $ m2 Y/ Y7 q+ _
89.             }
    
90.         else
    
91.         {
    
92.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    
93.         }
    " E4 G) W8 h. Z) @0 X
94.         while (1)
      a3 Q: q1 ^2 k5 W1 p! x
95.         {
    
96.         }  
    - _( Y/ c2 Y& [3 U/ ^8 P0 @5 p
97. }

复制代码

1. //sdio.c
   
2. //此代码为工程自动生成，非用户编写，这里只做分析
   
3. #include "sdio.h"
   ; r( Z( c& [9 r# V; v, i/ B
4. #include "gpio.h"
   
5. /* USER CODE BEGIN 0 */
   ; `1 s- E1 c- Z4 \, S8 r
6. /* USER CODE END 0 */
   
7. SD_HandleTypeDef hsd;
   6 r/ R6 n: M# l$ g$ V
8. /* SDIO init function */
   
9. void MX_SDIO_SD_Init(void)   //初始化配置
   ) t; B6 Q" G/ u0 ^8 g
10. {
    $ ~+ g  g( A& |% Q0 i. g
11.   hsd.Instance = SDIO;    //SDIO句柄，整个系统中只有这一个
    
12.   hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    2 m0 M; u, x9 b- H" {; @
13.   hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    
14.   hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    
15.   hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;   //初始化时设置数据宽度为1位
    
16.   hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    9 o7 I1 d7 J  f# R! C" v4 F. L
17.   hsd.Init.ClockDiv = 0;
    
18. //HAL_SD_Init()函数内部做了很多事去识别SD卡，具体的卡识别代码分析在下方
    
19. if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK)
    
20.   {
    
21.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    
22.   }
    
23. //初始化结束后重新配置数据宽度为4位
    
24. if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK)
    & t0 j; ?$ z/ S: x# _
25.   {
    
26.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    
27.   }
    
28. }
    : \9 R  u& N: w, |# a
29. //卡识别代码如下
    : Z. E. K, ~  h" z+ r/ \
30. HAL_StatusTypeDef HAL_SD_InitCard(SD_HandleTypeDef *hsd)
    " n. @4 n8 F+ J/ W0 K
31. {
    * f: m$ s# S" w$ h% ^4 t" a
32.   uint32_t errorstate = HAL_SD_ERROR_NONE;
    , b1 L) T+ N2 p+ o% w+ m
33.   SD_InitTypeDef Init;
    % `6 A: ^3 w/ }& h4 J9 `' ]: v  b" I
34. /* Default SDIO peripheral configuration for SD card initialization */
    
35. //完成卡识别
    ; M7 v' W5 T; P# b) ^9 a
36.   Init.ClockEdge           = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    8 R; E0 z5 N& h# g  a$ m- e2 y
37.   Init.ClockBypass         = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
      D: q* z& F* W$ V0 G8 I5 r  F
38.   Init.ClockPowerSave      = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    
39.   Init.BusWide             = SDIO_BUS_WIDE_1B;
    2 F! m/ `: p8 Z
40.   Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    0 B/ s2 q1 Y4 b& Y/ K/ C+ [6 E# \0 {9 B
41.   Init.ClockDiv            = SDIO_INIT_CLK_DIV;
    " v% l& r+ c/ C3 j9 |& W
42. //SDIO_CK卡识别阶段要求时钟小于400KHz,宏定义
    
43. //SDIO_CK计算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/(2+CLKDIV)
    
44. /* SDIO Initialization Frequency (400KHz max) */
    1 M& X  a/ v: P2 z7 x$ u! e
45. /*#define SDIO_INIT_CLK_DIV     ((uint8_t)0x76)*/
    
46. /* Initialize SDIO peripheral interface with default configuration */
    
47.   SDIO_Init(hsd->Instance, Init);
    & t: w: u& u9 ?: ?- D# e
48. /* Disable SDIO Clock */
    
49.   __HAL_SD_DISABLE(hsd);
    0 H8 ~( `/ E' p+ O
50. /* Set Power State to ON 对SD卡进行上电 */
    
51.   SDIO_PowerState_ON(hsd->Instance);
      {& R* r2 q3 u; o; c
52. /* Enable SDIO Clock */
    # D) k- L# _7 X1 [9 @
53.   __HAL_SD_ENABLE(hsd);
    
54. /* Required power up waiting time before starting the SD initialization
    / b% K5 N, v5 m0 ?8 ^0 W4 L
55.   sequence */
    
56.   HAL_Delay(2U);
    
57. /* Identify card operating voltage */
    
58.   errorstate = SD_PowerON(hsd);
    
59. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    " W. A3 \# r$ V& F
60.   {
    + W' \+ m4 j2 E5 u# S; f' r
61.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    
62.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    ' E1 ~" w& Z) s8 W" a# m# ]
63. return HAL_ERROR;
    
64.   }
    
65. /* Card initialization */
    / Y  p9 Y3 l0 {& U( B- y- w2 K, D1 K
66.   errorstate = SD_InitCard(hsd);
    
67. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    
68.   {
    
69.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    
70.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    
71.     return HAL_ERROR;
    
72.   }
    # T3 a' _4 j" p, r3 z2 r4 L9 q7 g2 y# O
73. return HAL_OK;
    
74. }

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• SD卡ＤＭＡ模式操作实例
  / r" U3 p; q" x1 F
  
  5 F" L& T& y5 @1 a" e

当SD卡中有大量的音视频需要读取时，整个过程需要CPU干预，这样CPU的利用率就会降低，因此大量数据的传输最好启用DMA。

& t" a, ]8 u, y& \- D. W6 L% L

实验内容：向SD卡写入数据后读出。

实验步骤：工程的时钟配置和SDIO配置与普通模式相同，只有一点不同需要打开SDIO的全局中断，因为SDIO发送与接收完成后都需要中断去生成DMA请求。设置SDIO全局中断优先级更高一些，因为它内部还有很多其他中断，发生错误时更需要处理。

  p, p; ^- `- F* }

配置DMA

编写代码:

1. //mian.c
   
2. 
   
3. #include "main.h"
   3 }9 L! o3 t+ g
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   * z7 o1 w: R! D" w; U* j% i, r
5. #include "dma.h"
   5 `  C7 R2 w- c3 G2 }2 _
6. #include "sdio.h"
   + Z0 E; C0 }# O9 g
7. #include "usart.h"
   8 b& @8 E. `, j& Q4 h2 o
8. #include "gpio.h"
   * c1 _/ G8 Y( q. u) m+ J
9. 
   9 q: p2 ~  b/ _( b6 q
10. #define SDBUF_SIZE   1024
    ; F: ~' l- U* u' H9 T8 \
11. uint8_t SDBUF_TX[SDBUF_SIZE],SDBUF_RX[SDBUF_SIZE];//数据传输的buf，一个用于传输，一个用于接收
    4 ]: w: ~  s$ b; L3 E1 ]
12. //定义全局变量，最好不定义局部变量，防止因过大造成栈溢出
    
13. uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
    " v) n; J9 O, F5 V  r
14. 
    
15. int main(void)
    + E- b! r' a2 c2 V: M% s$ U
16. {
    
17.       uint32_t i;
    $ g# R6 m& s" a% S0 w2 N8 g
18.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    5 |5 K! k' ^: a7 E9 ]; Y8 Q& X, j
19.       HAL_Init();
    4 b2 g  G: D8 F- [! X9 y
20.       SystemClock_Config();
    
21.       MX_GPIO_Init();
    ; N/ u% G- @; f0 u
22.       MX_DMA_Init();
    3 d5 Q- a' N+ ~% Z* m/ _
23.       MX_SDIO_SD_Init();
    
24.       MX_USART1_UART_Init();
    
25. 
    # b7 F# F4 B2 l2 j4 N7 j8 _0 u
26.       printf("this is sd test\n");
    / U& H; ~8 H5 [$ \. y
27.       //卡识别结束后就可以调用HAL_SD_GetCardInfo()函数获取卡信息并打印
    ! g6 {. o( C3 Q
28.       HAL_SD_GetCardInfo(&hsd, &pCardInfo);
    2 p) r# B3 R) L; t4 ?: c1 z+ X
29.       printf("pCardInfo.CardType = %u\n",pCardInfo.CardType);
    
30.       printf("pCardInfo.CardVersion = %u\n",pCardInfo.CardVersion);//版本
    
31.       printf("pCardInfo.BlockNbr = %u\n",pCardInfo.BlockNbr);//SD卡块数
      e! F# W/ p% X" l$ `5 O- r' s. w
32.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    7 t2 Y  Y8 ~: X) E
33.       /*------------------- SD DMA 写测试-------------------------------------*/
    
34.       memset(SDBUF_TX, 0x2, SDBUF_SIZE );
    
35.       DMA_SEND_OK = 0;　　//设置发送完成标志位为０，完成时为１
      n: @' N8 l7 A+ r( m, q
36.        /**
    
37.        //函数原型
    8 A- j( q: O* O" e; Z1 x
38.        *HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks_DMA(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData,
    9 \* t5 _/ b) X- F- L
39.                                              uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks)
    
40.       
    % f5 S! y$ M  C. s- l1 ^
41.         * @param  hsd Pointer to SD handle
    * }& x' C/ }/ J9 i( m5 B& X5 @
42.         * @param  pData Pointer to the buffer that will contain the data to transmit
    
43.         * @param  BlockAdd Block Address where data will be written  从哪个块开始写
    / n0 n! K- [) {. `* l8 V( D, M- {
44.         * @param  NumberOfBlocks Number of blocks to write　　写几个块
    * n: L" Q6 g' |% D* @9 d6 c& N
45.         * @retval HAL status
    
46.         */
    
47.       
    ; R5 {5 d' K% l  ?# I3 \6 ]  `- R
48.       if( HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd, SDBUF_TX, 0, 1) == HAL_OK )
    
49.       {
    
50.           //等待DMA传输完成，并且SD卡状态为传输状态
    
51.           while( (DMA_SEND_OK ==0 ) || (HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER));  
    
52.           printf("WriteBlocks Successfully\n");
    
53.       
    
54.           for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
55.           {
    / C& k. F, m& J& Q! I4 M) K1 z, b
56.             printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    ) \" }2 z7 m: s3 B, u" i$ L$ T, U/ i
57.           }
    ; }. Y" [% t9 g2 m  x
58.           printf("\r\n");
    , j4 U+ `  l4 q) ~' c- U
59.           }
    9 `! R3 y( O6 o- f+ y4 l
60.           else
    ; p5 a7 K2 |% N' P/ B* d8 O
61.           {
    
62.              printf("WriteBlocks Failed\n");
    
63.           }
    
64.       
    9 t/ U8 r- q2 b0 X* U; C
65.           /*------------------- SD DMA 读测试-------------------------------------*/
    
66.           DMA_RCV_OK = 0;　　　//设置读取完成标志位为０，完成时为１
    
67.           if(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd, SDBUF_RX, 0, 1) == HAL_OK)
    
68.           {
    $ ]: T6 p* U! i: B3 x3 A- w+ E
69.               while( (DMA_RCV_OK ==0) || (HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER));         
    0 G/ |1 G( h& _. m/ f$ R
70.               printf("ReadBlocks Successfully\n");         
    
71.               for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    2 K. ~$ W2 y3 ^1 l2 Y2 M0 M
72.               {
    9 w3 [4 k2 J8 D* e
73.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    
74.               }
    
75.               printf("\r\n");
    % D6 w9 j% z: b% {/ g% w5 g5 G
76.            }
    
77.             else
    
78.             {
    ( t0 f) A% k0 }- w! C8 K+ d- S% t
79.               printf("ReadBlocks Failed\n");
    
80.             }
    
81.             while (1){}
    
82. }

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2 q1 d$ i# h- k* _5 ^( Q; G3 C

1. 
   4 K/ u: i0 c1 s( `" O7 f
2. //sdio.c
   
3. 
   * c% }% t% @5 g
4. extern uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
   
5. //发送完成中断处理
   , K! l& l9 w8 u7 Y9 @  x( W
6. void HAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
   - A! {$ c$ A) N3 K# R4 ^- f
7. {
   + m9 T9 K* N, W' Z6 F$ T9 `. a
8.   DMA_SEND_OK = 1;
   % C8 F, u! }+ q( i; S* ?1 m' Z
9. }
   
10. //接收完成中断处理
    " N+ T2 M, `. [, P8 U
11. void HAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
    
12. {
    
13.   DMA_RCV_OK = 1;
    - Q  s, w: ^2 p9 m
14. }

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至此，ARM开发进阶知识已全部更新完毕！下一系列介绍物联网操作系统开发！


( d. K+ |+ E7 d, d% D& ]2 W- {- r转载自： 骆驼听海
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