$ W5 M! u( S4 \5 `1 u) H4 B; s, ^9 Y, Y

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
  
  ! ?, W6 |9 |6 N- Y0 G7 C

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。

) a7 v. Y8 K. U* t8 ]

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。

! @- k9 h& U" o7 j3 X) 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。

2 {* N2 g/ D. R/ C! P

• SD卡的物理结构
  
  

2 S6 J; x; ?  M# H' o& ^6 H; Z0 z

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。

' u# H' `3 [) J

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。

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；

. [7 W  a! w4 V( N! d- O4 P

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；

& u% L5 E, Q7 h, f7 f/ l+ ~' r7 y

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；

# P4 b1 `# R8 W) k

接口驱动器：控制SD卡引脚的输入输出。

3 c& D# z4 M4 J+ ?; g5 D

9 a+ ^% Y8 K5 n) J

• SD卡内部寄存器
  
  

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。

8 d- |# E9 v% H, p2 R

/ u6 I+ i1 a& ?) l7 _

• SDIO接口
  
  4 i8 d# C' ?, p  w9 g1 V0 O) P

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。

* u% Z6 \. i) S

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
  
  , e! w: V* R: _" A$ L, h  p, @

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。

1 j7 ^1 Q( _  D/ Q- }

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

* H% E+ B" R& p' x7 c

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。

2 Q" l- I, q' U' n' Y

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）。

8 T; E* j( ]9 z7 {

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。

5 w4 o; l$ C  Z: E5 C: h: G) ~! n

• 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。

0 i! u0 D7 {' i5 g5 F

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。

8 r1 q% T% W. D: G( [' ]

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。

8 I4 S9 ]# x+ o/ e  w

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。

; D* v) D: B7 P9 P

命令主体内容包括命令、地址信息/参数和 CRC 校验三个部分。

' Q8 H5 z3 }5 _

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。

9 x: @) n) F" O" K) M+ w

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。

, k6 a0 W. q  q5 ?! u. V

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。

4 e0 l* Y6 y7 u

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。

, V$ z6 e9 N' z9 M

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

. b3 Q8 x$ e7 t) M# ]1 y

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。

" d* n) h& z7 J8 N8 z* n: W/ L

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：

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。

6 e! h$ _! _- W1 w: a3 d( u

SDIO读数据

& C# m' j" O* ~, j' c& S, U- e

" N  F4 m, E8 G  E6 U

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

* `+ b( t" K  r9 J/ G* S! h

• SD卡操作模式
  
  

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。

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。

/ v3 \5 L0 s& ?0 G# M5 k

& D3 I! J8 ?7 v" B7 W

• 卡识别模式
  
  " j9 C" U% i8 Y2 [) ]# D# X3 m% Y

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。

2 n/ E. v; K2 r+ p2 a# \" J. n7 [

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
  
  

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：

2 p7 x# P9 X* a' I

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

& H3 d  v* _9 T  B# u& D

2.配置SDIO

0 `" Z2 Z! K: y) H3 z8 ~2 ~

6 X% P+ g$ @) E+ B) h

3.编写代码

1. 
   ! [( u' t0 H) K
2. //mian.c
   - a. ~0 @% _7 Z
3. #include "main.h"
   
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   " f  C8 o+ j" n3 R; g9 c
5. #include "sdio.h"
   
6. #include "usart.h"
   $ W, v7 N( x  T/ T
7. #include "gpio.h"
   8 n3 m7 ?* d9 _. Q7 N# Y
8. #define SDBUF_SIZE   1024
   
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
   
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
    
11. int main(void)
    
12. {
    4 Y3 d1 j( Q) _( j
13.       uint32_t i;
    $ [& [7 v0 K0 T  x
14.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    , F) q; @; s1 B& y; L- M+ k& M. X/ e* U
15.       HAL_Init();
    
16.       SystemClock_Config();
    6 I8 W! ?. b6 D& Z
17.       MX_GPIO_Init();
    0 @4 [' J" J: T: A! R
18.       MX_SDIO_SD_Init();
    
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);
    8 \9 W4 I8 R  c3 u5 c
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
    8 y' \# F: r3 J( _
26.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    
27.       /*--------------------SD卡写测试----------------------------------*/
    
28.       memset(SDBUF_TX, 0x8, SDBUF_SIZE);  /、填充TXbuf为0x8
    
29.       /**
    0 c2 Z( x, l* N
30.          //函数功能及参数描述                             
    ! I3 U) I5 z* K. l' f3 |5 r$ e! c
31.         *HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData,
    
32.                       *uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)
    
33.         * @param  hsd Pointer to SD handle
    + g- ~. M+ r* q+ D
34.         * @param  pData pointer to the buffer that will contain the data to transmit
    . S% H' x) ~0 e2 k9 ~! X6 S
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
    
37.         * @param  Timeout Specify timeout value 超时时间
    4 D, l& c  y7 J5 t8 f
38.         * @retval HAL status
    
39.         if( HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, SDBUF_TX, 0 , 2, 1000) == HAL_OK)
    8 }3 [# ?& N- ]( d1 m) l# m
40.         {
    : x# N4 c: S9 y* J9 D7 X
41.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//处于传输状态退出
    & W4 \6 }  g  y  a
42.             printf("WriteBlocks Successfully\n");
    - B6 U. E( ]8 N7 D- B+ M9 G
43.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
44.             {
    " ^  B# J1 U* U" R$ D
45.                 printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    
46.             }
    # B9 Y" v  ]& [
47.             printf("\r\n");
    8 ]" y) e( M  k4 O5 N$ r
48.         }
    * P& G5 N# p/ K- ?$ N
49.         else
    ! d* M2 d0 ^7 i# v2 _% |( F. u
50.         {
    
51.             printf("WriteBlocks Failed\n");
    
52.         }
    ' R1 U5 S. S+ I+ o7 j
53.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    4 t  _" z# h1 `, h( g; u
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)
    
56.         {
    
57.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//返回到传输状态退出
    7 X* B' S8 G* _  U2 ?0 e
58.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    
59.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
60.             {
    
61.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    : i1 [$ |  N8 D' s
62.             }
    
63.             printf("\r\n");
    
64.         }
    5 |* j/ n! F2 N; }
65.         else
    / B5 h6 h9 ^+ W0 d; |# C5 a! f
66.         {
    ( j0 L8 o5 }; m2 c
67.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    . {* V$ [% N. ^7 W9 l- g: d/ O8 }+ k
68.         }
    , S+ B8 _6 I3 R% w+ b: y& |! `
69.         /*--------------------SD 擦除测试----------------------------------*/
    
70.         if (HAL_SD_Erase(&hsd, 0, 1) == HAL_OK )
    3 o, j1 m9 ?# p$ _4 Y, }
71.         {
      R4 q+ Y( o: S, s/ D& I
72.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    
73.             printf("SD_Erase Successfully\n");
    
74.         }
    ; D" L3 A  F3 Y# T6 s
75.         else
    & A* N" m( y$ D/ b
76.         {
    
77.             printf("SD_Erase Failed\n");
    % ~2 u1 d8 I+ C! p6 h
78.         }
    
79.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    4 A8 e! _8 U3 F8 u
80.         if( HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, SDBUF_RX , 0, 2, 1000) == HAL_OK)
    6 g" g6 h# X  |6 m7 B5 Z7 I9 m
81.         {
    
82.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    7 d; E1 X9 d0 P( z7 b
83.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    / h, u/ H" t6 b% P
84.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
85.             {
    ( D' u  y3 f; W! `+ |6 N# Q; b
86.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    
87.             }
    : \+ K; S" `8 n& ]. S3 B  l
88.             printf("\r\n");
    . @: X0 C7 d5 v0 T: y- j- i
89.             }
    
90.         else
    
91.         {
    / t' H2 c* O/ H
92.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    
93.         }
    % X8 T. W/ k8 i# y- V8 i; d/ s
94.         while (1)
    
95.         {
    9 l+ Y4 e6 z, q! n/ n+ P+ |2 V
96.         }  
    
97. }

复制代码

1. //sdio.c
   / l, y2 \4 j! |6 y4 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"
   
4. #include "gpio.h"
   
5. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
6. /* USER CODE END 0 */
   
7. SD_HandleTypeDef hsd;
   . a4 I! o0 K; E+ k$ v. T; T; [
8. /* SDIO init function */
   % A' w- `& f6 w3 \/ [
9. void MX_SDIO_SD_Init(void)   //初始化配置
   
10. {
    
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;
    " j8 o8 I2 U1 O1 J. k
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
    / N8 g% [( p, n0 H
16.   hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    
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)
    1 |0 Y; S0 c8 Q# D! H; }: q; ^
20.   {
    ' Z; ?7 L+ _9 q& ?7 t! g4 C
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)
    
25.   {
    * t: h( l  q4 F
26.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    ) H& K% E$ P: L& u& ^
27.   }
    - H$ a4 v, M9 r# {2 b
28. }
    
29. //卡识别代码如下
    & P! G# b+ P* e7 `- O- I
30. HAL_StatusTypeDef HAL_SD_InitCard(SD_HandleTypeDef *hsd)
    / `4 \2 ]: T/ u7 N: m5 w
31. {
    8 y% e- ?. B3 I% T7 B# J
32.   uint32_t errorstate = HAL_SD_ERROR_NONE;
    9 z/ n! B. H! o5 t6 [- [
33.   SD_InitTypeDef Init;
    
34. /* Default SDIO peripheral configuration for SD card initialization */
    ' [2 H( o  _; }+ t1 u
35. //完成卡识别
    ' e  j& Z+ r3 R& n5 j
36.   Init.ClockEdge           = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    
37.   Init.ClockBypass         = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    
38.   Init.ClockPowerSave      = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    1 I# g0 k5 W/ B
39.   Init.BusWide             = SDIO_BUS_WIDE_1B;
    
40.   Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    ! r6 X6 K" m: h3 R+ d1 G8 p
41.   Init.ClockDiv            = SDIO_INIT_CLK_DIV;
    
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)
    3 y7 D. A, W8 f* b- s
44. /* SDIO Initialization Frequency (400KHz max) */
    6 o. o$ v0 j& W5 b" t
45. /*#define SDIO_INIT_CLK_DIV     ((uint8_t)0x76)*/
    
46. /* Initialize SDIO peripheral interface with default configuration */
    
47.   SDIO_Init(hsd->Instance, Init);
    
48. /* Disable SDIO Clock */
    
49.   __HAL_SD_DISABLE(hsd);
    
50. /* Set Power State to ON 对SD卡进行上电 */
    0 [$ C; {9 R) _4 s% Q" e# A2 d
51.   SDIO_PowerState_ON(hsd->Instance);
    
52. /* Enable SDIO Clock */
    
53.   __HAL_SD_ENABLE(hsd);
    . e- q( W9 ~, L- J" j6 Q  Q
54. /* Required power up waiting time before starting the SD initialization
    
55.   sequence */
    
56.   HAL_Delay(2U);
      n) F' Y& e- j
57. /* Identify card operating voltage */
    
58.   errorstate = SD_PowerON(hsd);
    
59. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    0 D% l1 F! u) x. R
60.   {
    * `6 H3 P! Y) Q8 g
61.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    8 ^0 T4 g) g) H! n
62.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    1 K; b" x  D; w+ d1 o' j; v8 w0 l
63. return HAL_ERROR;
    
64.   }
    
65. /* Card initialization */
    8 i  v% M/ q- t, L
66.   errorstate = SD_InitCard(hsd);
      h) a, m. d" [$ Q+ p4 O, {4 c
67. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    
68.   {
    & D5 I, F4 L! w4 b! a$ Y
69.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    3 n9 k& Q# H5 Y, |- ]$ f6 |5 m
70.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    1 b% a/ g) n# [: N+ @7 D! x
71.     return HAL_ERROR;
    1 B4 I  B4 G) v' [# ]% g
72.   }
    
73. return HAL_OK;
    
74. }

复制代码

$ f" ^% Y4 t5 h- _( A

• SD卡ＤＭＡ模式操作实例
  
  
  

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。

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。

8 O1 w; X0 U" Z; |  m/ k

配置DMA

编写代码:

1. //mian.c
   
2. 
   1 u7 d: x3 k% D( W& ~
3. #include "main.h"
   : k, Z6 |7 P, m' f
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   7 P1 m: x+ f4 ]# T1 X$ Z) b! v
5. #include "dma.h"
   
6. #include "sdio.h"
   8 i9 U% r2 n) D
7. #include "usart.h"
   0 v: \- q% d1 ]+ S' @4 L
8. #include "gpio.h"
   
9. 
   
10. #define SDBUF_SIZE   1024
    
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
    
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
    ) l; u: V0 I$ p: w+ I# H0 b8 n
13. uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
    2 q- O% n; s/ g4 j' y
14. 
    
15. int main(void)
    8 U! l/ p! I" Z3 f! _1 u. I
16. {
    
17.       uint32_t i;
    % L; h; \4 ~/ Y4 c% u
18.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    
19.       HAL_Init();
    % f' A- V( b8 ^! I( C
20.       SystemClock_Config();
    
21.       MX_GPIO_Init();
    ; \8 K) B0 Z, ^3 v) Z
22.       MX_DMA_Init();
    3 w9 u$ w/ p5 C, x7 ?
23.       MX_SDIO_SD_Init();
    1 l5 y$ C8 S' C! U- S2 C6 N9 r
24.       MX_USART1_UART_Init();
    
25. 
    
26.       printf("this is sd test\n");
    
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
    
28.       HAL_SD_GetCardInfo(&hsd, &pCardInfo);
    % i/ _4 m4 n* ?
29.       printf("pCardInfo.CardType = %u\n",pCardInfo.CardType);
    
30.       printf("pCardInfo.CardVersion = %u\n",pCardInfo.CardVersion);//版本
    9 w' n( x% K2 F# T* F% ]* x4 c9 a
31.       printf("pCardInfo.BlockNbr = %u\n",pCardInfo.BlockNbr);//SD卡块数
    ! p$ e$ A8 j- a, s) N# r* \8 s+ H
32.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    
33.       /*------------------- SD DMA 写测试-------------------------------------*/
    
34.       memset(SDBUF_TX, 0x2, SDBUF_SIZE );
    # B0 r* K. J+ E- K7 b: x
35.       DMA_SEND_OK = 0;　　//设置发送完成标志位为０，完成时为１
    , Y, C+ P# w3 h9 B8 |6 j
36.        /**
    % l; T/ M( S0 y  x$ h
37.        //函数原型
    
38.        *HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks_DMA(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData,
    8 ]* A* f; x/ t3 D2 b+ s# f
39.                                              uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks)
    
40.       
    
41.         * @param  hsd Pointer to SD handle
    
42.         * @param  pData Pointer to the buffer that will contain the data to transmit
    % ~9 [5 z$ X6 _6 R7 j
43.         * @param  BlockAdd Block Address where data will be written  从哪个块开始写
    7 ^' P& M3 l7 B3 g# D7 e' c
44.         * @param  NumberOfBlocks Number of blocks to write　　写几个块
    : H- x$ o& R& z% d4 x+ ]
45.         * @retval HAL status
    
46.         */
    2 Z" n4 Z/ y8 D( B
47.       
    
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));  
    5 M( G9 ?$ X' b. t: q$ W
52.           printf("WriteBlocks Successfully\n");
    
53.       
    8 [) O  c4 `3 y" D. ~  V4 X
54.           for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
55.           {
    / U/ z# u' E7 n
56.             printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    
57.           }
    
58.           printf("\r\n");
    ) W  ?$ M. D9 {; f5 ]' l( Z3 R' D
59.           }
    " l4 m7 U) E/ Y4 {( l2 e
60.           else
    
61.           {
    7 J' y/ L- J% t8 R- D; w
62.              printf("WriteBlocks Failed\n");
    ' c* `3 N& j  q. Y. T
63.           }
    
64.       
    
65.           /*------------------- SD DMA 读测试-------------------------------------*/
    5 b+ z7 n) o# d* X8 D. ^& U" H+ Q
66.           DMA_RCV_OK = 0;　　　//设置读取完成标志位为０，完成时为１
    . t6 V9 r7 l5 W6 V+ g4 a
67.           if(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd, SDBUF_RX, 0, 1) == HAL_OK)
    
68.           {
    9 x/ L' A5 V0 D+ M! d8 Z
69.               while( (DMA_RCV_OK ==0) || (HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER));         
    
70.               printf("ReadBlocks Successfully\n");         
    1 K: P& N+ }) r7 N4 W; I
71.               for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
72.               {
    
73.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    
74.               }
    
75.               printf("\r\n");
    
76.            }
    
77.             else
    4 r5 p9 ^( Z# u6 \6 H0 M
78.             {
    
79.               printf("ReadBlocks Failed\n");
    * y$ H3 [% v- m8 d. j; P
80.             }
    
81.             while (1){}
    ( Y# i3 D5 V# u* U5 q+ o
82. }

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" J. Q$ g* B$ D

1. 
   
2. //sdio.c
   % y; Q( T" Y+ m6 _; L
3. 
   
4. extern uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
   
5. //发送完成中断处理
   8 J6 W1 L1 H; u; s
6. void HAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
   
7. {
   9 x; U, I) ^- u( ^
8.   DMA_SEND_OK = 1;
   
9. }
   
10. //接收完成中断处理
    
11. void HAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
    
12. {
    
13.   DMA_RCV_OK = 1;
    ( g: n* M0 m0 m4 K, p) J  F
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！
$ ~  L0 M5 H' F9 W% b3 v

$ k( b' |. D% x6 a( X8 \% C转载自： 骆驼听海
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