【猪圈丶嗨情歌的开发分享】
6 C4 A+ j( ^( `; F: b( w! v今天给大家带来的是我这几天学习的SDIO，用STM32系列芯片的SDIO读取SD卡的扇区。本人原创。
. S6 f, V2 j- m  ~8 @( q
  ^; y- s2 C  P5 j6 q9 \  X5 h我使用的工具
开发平台：正点原子探索者STM32F407开发板
硬件：使用了NUCLEO-F446RE开发板的ST-Link作为调试器、SD卡、数据线、开发板的电源适配器、DELL一体机
软件：STM32CubeMX、Keil V5、串口助手

- ^3 C: W  j, h4 @8 ?学习的知识点
1、使用STM32CubeMX配置SDIO
2、在Keil中初始化SDIO
$ v- ]1 x9 }: Y: W! v3 B: d3、读取SD卡状态、卡信息
! A3 Z( Q0 k) F" s; l  p3 l' x  C4、sprintf函数的使用
& d4 U5 Q9 n' \7 r
5 ~  `/ W' g7 v共享的资源
完整的工程文件 SDIO.zip (9.16 MB, 下载次数: 2806)

2015-12-14 08:41 上传

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原始截图 截图.zip (196.14 KB, 下载次数: 163)

2015-12-14 08:41 上传

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写在前面的话
上次STM32F469I开发板申请的活动吃了不少苦头啊，手里没有什么精华帖，只能跑去申请小鲜肉分块的开发板了。结果这个活动异常火爆，最后1000+的人参与。这次决心做好开发分享系列的帖子，把自己平时学习STM32开发中的干货写成帖子在论坛里分享给大家。希望支持的坛友多多回复，给我顶一个人气。


准备工作
本帖不解决硬件连接问题，如果硬件方面有问题最好自行搜索相关资料。
SD卡的通信方式有的是用SPI，我们这里是SDIO，速度更快更好用。如果你的SD卡模块有MOSI、MISO这些字样，那说明这些是SPI读写用的模块，不适合这篇帖子的分享内容。如果使用的是现成的开发板，请参考开发板的手册确定SD卡的通信方式。
, ?$ w% `: F, _5 \" ~0 D2 v如果你确定了SD卡的通信方式为SDIO无误并且正确连接了SD卡和芯片，然后记录下了SD卡的引脚和芯片的连接方式那么准备工作就基本完成了。

& k3 b% `2 Z. I0 J  ?" e* b在STM32CubeMX中配置SDIO

( M9 L* z8 q: l' Y我们来看看左边的红框，在外设里面找到SDIO、SYS、USART1（看自己的开发板来选择。还有我忘了打开这个分支，USART1我选的是第一个选项）。在下拉框里面选择和上图一样的选项，这样可以保证后面的项目一致。
( c2 c) X5 q0 v3 n  D0 f% a0 b我们在左边选择好了以后，可以看到右边的芯片引脚有一些是绿色的，就说明这些引脚有配置被激活了。


% G2 u/ J& L. ~" A$ O4 |0 q0 h3 k
我们现在来玩一玩这个时钟的配置窗口，这个在Pinout标签页旁边大家自行点开。
, I7 {0 T$ ?; P那么时钟怎么配置呢？我一般是主频给我来最大，只要保证这里的输入框都是蓝色的就行了，如果是红色的就说明频率高了这个就要自己调整一下了。
剩下的内容就已经确定了，不需要我们来配置。如果你自己有什么别的想法的话，就自己动手来配置一下。

0 K0 U* s" E  p# H; O6 I在Keil中初始化SDIO
. T7 H5 N* y% Y6 u9 \我们现在要初始化SDIO来驱动我们的SD卡工作，现在贴出我在main函数中的初始化代码。下面的代码都是Cube自动生成的，这些代码就可以初始化我们的SDIO了。
- T# Q# ~1 O) B& N3 h; _

1. /* Initialize all configured peripherals */
   
2.   MX_GPIO_Init();
   
3.   MX_SDIO_SD_Init();
   
4.   MX_USART1_UART_Init();

复制代码

1 Q4 I# a) L8 k: q8 p添加一些必要的初始化代码（12月14号追加）

为了保证SDIO正常工作，我们还要添加两个函数来初始化。这两个函数Cube没有事先给我们调用，我们要自己动一次手。在工程的文件树Application/User里面找到sdio.c文件，找到第一个void MX_SDIO_SD_Init(void)函数。我们把我们需要的初始化代码贴进去。
$ }6 L, H% B* }) I. X加入的这两行函数才是真正的初始化了SDIO，前面都是在配置一个结构体变量。最后的两行代码需要我们自己添加进来，这两个函数的定义大家可以自行查询。这两行代码没有写在用户代码保护模块里面，所以下一次STM32CubeMX生成代码的时候这里的代码会被删除，请悉知。
/ {- \  r/ W& E& W& z) t2 m; [

1. void MX_SDIO_SD_Init(void)
   
2. {
   
3. 
   6 h. B" z0 e' f5 z- v
4.   hsd.Instance = SDIO;
     K& U! [( c! y) Q; z
5.   hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
   
6.   hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
   & Z# W- p* u" E2 `5 j$ C
7.   hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
   
8.   hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
   9 I- h! @9 {* `& b
9.   hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
   2 C4 f' o+ R8 C
10.   hsd.Init.ClockDiv = 0;
    1 `9 Z( k* x/ e( j
11. 
    
12.         HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);
    ( y/ I7 X" M" |# o- k. \
13.   HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B);
    
14. }

复制代码

下面我贴出我在while循环里面的代码，分析一下这些代码。
& ?7 c  Z) v( N" ]首先我是用了HAL_SD_GetStatus函数来读取SD卡的状态，这些状态只有SD_TRANSFER_OK、SD_TRANSFER_BUSY、SD_TRANSFER_ERROR这三种。
4 f) t# ?! _$ J- r

1. State = HAL_SD_GetStatus(&hsd);

复制代码

接下来的条件语句里面，我用几个if来决定不同的状态应该做些什么。
1、现在SD是OK的状态，我们可以对SD卡进行读写操作
( G! u# @  C! x. m8 M% E在读取扇区的数据之前，发送一个SD Card OK的消息。然后调用HAL_SD_ReadBlocks函数来读取扇区的内容。这个函数的第四个参数必须是512，因为目前还不支持其他的扇区大小。


该函数的返回值表明了读取操作的是否成功，如果为0表示成功，那么我们就发送一个Sector read is OK的消息。如果没有成功，则发送一个ERROR的消息同时用break来终止此次循环。
0 v) s5 @% m" q" c0 T- i

) i0 U' Q/ v0 d. Z# w) Z5 u在接下来的for循环里面，我们把读取的32位扇区信息转化成8位的扇区信息并且使用sprintf函数格式化成字符串。
3 F& q7 p; K8 e关于32位转化为8位这里不做过多的赘述，主要是C语言数据类型转换的时候丢失一部分信息和位运算的知识，大家自己看一下。
! s3 Y) ^6 o- R: Y1 Z0 k
: c, S  V+ A  d$ V; i$ q4 }* y/ ]: Csprintf函数的使用
. [. I: A4 m" v9 p) [% l  d2 Z这里要特别提一下这个函数，这是C标准库中的一个函数，在我们的STM32平台上也有实现。这个函数可以把数据格式化为字符串，把数据作为字符的形式显示出来非常的实用。
想了解详细的函数使用方法，请自行百度一下。这里简单的介绍一下。
, ~3 ~. Q# s" W该函数的第一个参数是我们要转换的内容存储的指针，转换好的字符串存储在这个指针指向的空间里。第二个字符串就是格式化字符串，这个字符串里面要包含转换字符。我在代码里面使用的是%X这个转换字符，可以把数据用大写的16进制显示。后面的参数是和前面的转换字符一一对应的待转换变量，直接传递参数就可以了，不需要指针。


8 t9 k; ?' M8 t' e  x% x+ c转换好了字符串之后，我就可以挨个发送这些字符。发送完之后就循环一直等待就行了，不用反复读取。
% S: ]7 t* \" A8 _% t$ P

1. 原型
   0 |* @, x) P$ c0 F* }* _
2. 
   
3. int sprintf( char *buffer, const char *format, [ argument] … );
   
4. 参数列表
   
5. 
   5 o* n! w) B. T; Z
6. buffer：char型指针，指向将要写入的字符串的缓冲区。
   ! O  H& Q" E* C: @! d+ @6 z
7. format：格式化字符串。
   
8. [argument]...：可选参数，可以是任何类型的数据。
   2 t- C4 C2 Z3 p+ f& X
9. 返回值：字符串长度（strlen）

复制代码

: E+ W9 O; r7 Y0 A2 N7 l
9 i+ `/ R) J* j! T. }: u4 w

1. if( State == 0)
   6 [3 E) @- y4 r' {* N8 d- D6 M
2.                 {
   / x1 b# M  _( E8 d( ?
3.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"SD Card OK\n", 11, 500);                                             
   7 K0 g& n7 O! F" q) ?' D: \
4.                         if(HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, pReadBuffer, 0x00000000, 512, 1) == 0)
   
5.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Sector read is OK\n", 18, 500);
   9 T/ U: V2 G2 K! |
6.                         else
   
7.                         {
   
8.                                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"ERROR\n", 6, 500);
   9 `6 y4 d6 s) u, p+ o
9.                                 break;
   ! u7 H4 V. t- F
10.                         }
    
11.                
    
12.                         for(int i = 0;i < 128;i++)
    
13.                         {
    , s4 ]0 O7 B+ r% [+ d) d3 I. q
14.                                 for(int j = 0;j < 4;j++)
    
15.                                 {
    
16.                                         SendBuffer = pReadBuffer[i];
    
17.                                         pReadBuffer[i] >>= 8;
    
18.                                         sprintf((char*)&Char, "%X", SendBuffer);
    1 y, {/ j! l; v! D1 w4 \
19.                                         HAL_UART_Transmit(&huart1, &Char, 1, 500);
    , U& U7 e/ x7 ?& x* f
20.                                 }
    . U0 x+ k3 Z2 v9 V5 u6 J1 S
21.                         
    ; @) C6 }: O/ J3 c; X6 }
22.                         }
    
23.                         while(1);
    
24.                 }

复制代码

  C* s  `3 d' u4 L
8 e  A& C  C+ ?( E2、SD卡处于繁忙的状态
" `/ u# y6 I* L' y: U' b这个时候我们就发送一个Busy的消息就可以了，等待1S钟进行下一次SD卡状态的读取。

1. else if(State == 1)
   
2.                 {
   
3.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Busy\n", 5, 500);        
   
4.                 }

复制代码

* e7 y7 o0 E' s' W/ U+ y3、SD卡状态读取错误
) r, [" w4 `" i3 lSD状态返回为错误，这基本上就是SD卡没有插入，要么就是卡坏掉了。这个时候如果我们不进行任何操作就进行下一次判断的话，就算是在插入SD卡不管怎么读取都是返回ERROR。所以我们在读取到这个状态的时候，调用一次HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);这个函数来清除之前的状态（这个是我自己想的，不知道有没有卵用）。这样子操作的话，在下一次插入SD卡的时候就可以返回为OK的值并且可以读写。
! o7 A( M8 o! K, `) n6 E" ^
最后用了一个延时函数来限制扫描SD卡的速度。

1. else {
   0 }+ j2 \: m( P6 |; r
2.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Error\n", 6, 500);
   
3.                         HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);
   5 h- |# C  D( b  v9 k
4.                 }
   $ r) i; y, {2 V
5.         
   - D% ?, ?3 r, H) z( ?
6.                 HAL_Delay(1000);

复制代码

$ P' @( Y' Q. ^4 ^5 M实际工作效果
1 ?) O; d! ]& d7 g3 f
. ^# f# ]3 f) d" Q+ S我预先拔掉了SD卡，过了一会我在插上去，所以在串口上看到的就是这样的效果。
0 p8 U8 X& V! e4 V
写在后面的话
注意！注意！注意！本人不是什么工程师，只不过是爱好嵌入式开发的学生一枚，如果你发现在这个帖子中的错误请及时提醒我。如果对本帖的内容有什么疑问请在下方留言，我会经常过来逛论坛的。

+ y# `2 V$ W1 v6 q, K下一次给大家带来的可能就是FatFs了，这样我们就可以读写文件了。
! F! ?; I* v) [0 e; [( Z
4 h# O1 J" m. Q2 m( l

0 D2 `" n( ]1 W1 [
; U9 ^3 v; @- `/ b/ c. n

State = SD_TRANSFER_ERROR = 2   /*!< Transfer failed       */
; N. k& G& u8 V5 r* r我代码没修过直接下载到F407的板子，结果报错了。
3 T& X( a3 Q! b4 j, u好像HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B);这个就失败

zhangbolily 发表于 2015-12-14 15:41
5 q/ {( F" L) S( y  iSDIO 可以配置中断和DMA的，你可以去看看

& V' i9 H$ A) ?, u( E6 @7 v$ F3 M- q我配置了，貌似没有什么效果，我配置后把sdio的中断、sd-dma的中断全部屏蔽掉，照样可以读写sd卡，不知道是哪个地方没有启动还是怎么回事 ？？

hpdell 发表于 2015-12-15 10:20
我配置了，貌似没有什么效果，我配置后把sdio的中断、sd-dma的中断全部屏蔽掉，照样可以读写sd卡，不知道 ...

, d* ^& S) {- R/ ~5 P- G2 a, O不需要配置中断也可以读写SD卡的啊，没有谁说一定要配置中断才可以的

谢谢分享         

貌似使用cube MX 产生的sd 代码，没有支持中断与dma 功能啊 ？？

谢谢楼主分享，支持

hpdell 发表于 2015-12-14 10:03
. d" H# l1 G5 P貌似使用cube MX 产生的sd 代码，没有支持中断与dma 功能啊 ？？

SDIO 可以配置中断和DMA的，你可以去看看

很嗨皮。

谢谢分享。。。

图文并茂，步骤详尽，不错！学习！

zhangbolily 发表于 2015-12-15 10:41
9 @) K* J$ T; K" d不需要配置中断也可以读写SD卡的啊，没有谁说一定要配置中断才可以的

8 S6 _% M, @9 I* }! G没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

hpdell 发表于 2016-1-13 11:43
" f; {8 z7 `% A0 a' S没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

我也很想知道怎么样才能配置SDIO使用DMA方式。

谢谢分享...

hpdell 发表于 2016-1-13 11:43
3 T* i. Y. W; |9 m! U# ~没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

不开DMA中断好像只是DMA传输完后没有中断而已，DMA一样会运作。HAL_SD_ReadBlocks_DMA()里有开DMA请求