4 K! D' b) `$ i

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。

& p( g( S# K6 }; y3 \

• SD卡简介
  
  

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。

1 _, k7 o3 x& @1 z1 B

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。

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。

1 \2 ^# Y% b% Z2 N8 e: w

+ f# L! x6 z7 f' }

• SD卡的物理结构
  
  

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。

$ S/ K6 Y3 y/ T4 M/ d

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 c, H) I* G! [$ M) B8 ]2 q! X
6 \  a, C" \6 M

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；

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；

. O* d& d; _# n+ G! c

接口驱动器：控制SD卡引脚的输入输出。

( s& P! C- v7 {6 D, M8 l

• SD卡内部寄存器
  
  $ ?; G6 T& |$ D2 W( k$ w" B$ G

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 ?3 _0 c4 S  j) G+ v! o

• SDIO接口
  
  1 r/ F1 `3 @$ c9 ]0 X& r

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。

" I* T' L3 q  _7 n; `* u

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。

* s6 R! S8 e* H" |  o

• 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。

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

, K- _8 J7 C. F* @( N2 X! k

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。

0 F% ~! w/ _0 O8 t

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）。

# I" \! a# g; ]$ ]* n

, ^" @. O; \3 K1 r

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。

• SDIO 命令简介
  
  $ M( H8 \/ l# J) L" c: s2 F  |% {

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。

; k5 h' X9 ~8 i

3 {5 x2 ~- t# X% Q' O

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。
! e. j1 S: m$ ^/ C4 i9 B5 x& I

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。

) M4 Z# D/ ?* ]) y+ H# a

命令主体内容包括命令、地址信息/参数和 CRC 校验三个部分。

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。

6 P  C) ^; b" M& V4 \

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。

9 q# M1 U) H& M9 i

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。

! h( k- d! L" r$ g( H

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。

' |) W# e! _& H( ^) f2 T

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：

; J" [4 G: ]9 g6 \3 m' h

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。

/ V& x' C7 k, g3 [6 W

SDIO读数据

. ?0 c3 I6 ]! }

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

: Y7 i  C9 @7 I

• SD卡操作模式
  
  1 C' i: A" R, T6 P

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。

$ M( u" ?# o3 h% [3 [, w* v3 i

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。

4 b2 b# v4 S( U2 I' w0 o; \

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。

• 卡识别模式
  
  3 P3 Q3 ?/ G# O: Q/ \6 X

) C. k7 I, H* M

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。

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
  
  7 a0 G4 [$ Z# r: C' F

实验内容：向SD卡写入数据后读出

* d. ?. b) B4 A& W

实验步骤：

7 ~, P( r/ S* t% P# W

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

2.配置SDIO
" R# h$ w9 l3 ^. _% I( Y! b2 V

$ X7 |3 @0 t7 ]3 G

& ]* w0 u0 l% W

3.编写代码

1. 
     Z! C1 g5 _; @  q3 E1 I) @
2. //mian.c
   * `0 O0 y3 C/ g
3. #include "main.h"
   3 n* v" g* b+ v! ~6 ~/ w
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
5. #include "sdio.h"
   " Z( }+ s1 @8 l  S; R: j% [2 U6 Z6 L$ o/ l
6. #include "usart.h"
   
7. #include "gpio.h"
   . k! B' Z/ O5 Q( t6 B
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
    ) Y8 O7 T$ a, e, Z& A, b
11. int main(void)
    ( G8 U% [2 U) V8 p6 R
12. {
    8 H9 E3 o$ v: c
13.       uint32_t i;
    7 t4 ]" F7 I% b8 K+ V$ t
14.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    
15.       HAL_Init();
    : }) P! V$ g  i8 F0 E
16.       SystemClock_Config();
    8 j1 ]; |$ f/ m  v: f5 b
17.       MX_GPIO_Init();
    1 _; ^) H3 o; q; T1 ~+ U5 t
18.       MX_SDIO_SD_Init();
    
19.       MX_USART1_UART_Init();
    9 }6 Y2 }) f% G9 L+ l, y$ H6 I
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
    . \/ O6 O- E, }6 v$ b$ S# ]) a7 _
22.       HAL_SD_GetCardInfo(&hsd, &pCardInfo);
    
23.       printf("pCardInfo.CardType = %u\n",pCardInfo.CardType);
    
24.       printf("pCardInfo.CardVersion = %u\n",pCardInfo.CardVersion);//版本
    ' C+ A! |4 E& r0 G  d8 r
25.       printf("pCardInfo.BlockNbr = %u\n",pCardInfo.BlockNbr);//SD卡块数
    , E" Y! T0 i' {: b
26.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    
27.       /*--------------------SD卡写测试----------------------------------*/
    8 t  \, I# T* y+ B9 f8 x
28.       memset(SDBUF_TX, 0x8, SDBUF_SIZE);  /、填充TXbuf为0x8
    6 D) r6 N+ q1 _: W6 H
29.       /**
    - \3 Z$ V" C3 ~7 n- ]/ \% p3 |/ W
30.          //函数功能及参数描述                             
    . S" {% g% G5 p7 ^2 J
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
    * }3 V  C: Y) H% N. L$ b
34.         * @param  pData pointer to the buffer that will contain the data to transmit
    . O9 _; n: ?" ]/ E9 O
35.         * @param  BlockAdd Block Address where data will be written，从哪一个块开始写  
    + ]' i: [- B9 w
36.         * @param  NumberOfBlocks Number of SD blocks to write   写几个块
    
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)
    + \* f& C. @# R
40.         {
    
41.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//处于传输状态退出
    ! p2 P& \' p: J3 L2 V. ^
42.             printf("WriteBlocks Successfully\n");
    
43.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
44.             {
    & H, g: j& C7 `# ?6 G
45.                 printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    3 q; @' H5 @6 j5 a; L( n4 ~  X; K) }
46.             }
    
47.             printf("\r\n");
    
48.         }
    
49.         else
    
50.         {
    
51.             printf("WriteBlocks Failed\n");
    , N4 n  ~  w3 l; y  D  R+ J  e
52.         }
    
53.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    
54.         //与HAL_SD_WriteBlocks函数的参数功能相同
    - q6 i- `' ?5 [- l8 ^9 a2 p. _
55.         if( HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, SDBUF_RX , 0, 2, 1000) == HAL_OK)
    ! y/ j6 P$ g; g2 c$ g" E
56.         {
    , I( n& \5 R: y1 A
57.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);//返回到传输状态退出
    2 {! A/ }5 }5 _" \
58.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    
59.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    6 t* _5 t0 ]9 Z" }. @, c( x$ E
60.             {
    
61.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
      _" n7 Q7 h( R- y/ V) E4 v9 [
62.             }
    
63.             printf("\r\n");
    2 a3 [# D8 w8 R4 \3 k3 b
64.         }
    
65.         else
    
66.         {
    1 T2 }& [: E% _: g- b
67.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    * m5 D: j! e% J* c9 }: ?& q, z
68.         }
    ! ^& |6 }- n% o6 b
69.         /*--------------------SD 擦除测试----------------------------------*/
    * L. Q: H  S1 }$ Q
70.         if (HAL_SD_Erase(&hsd, 0, 1) == HAL_OK )
    . [5 L5 Z) W% A2 N
71.         {
    
72.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    
73.             printf("SD_Erase Successfully\n");
    " ?# F3 O; {  p# m) ]: M
74.         }
    & y4 C: f9 c8 T4 E) c$ H
75.         else
    # V8 p! W1 w1 }0 K
76.         {
    
77.             printf("SD_Erase Failed\n");
    
78.         }
    + t( B3 v5 U3 H8 p: P, V+ ^
79.         /*--------------------SD 卡读测试----------------------------------*/
    
80.         if( HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, SDBUF_RX , 0, 2, 1000) == HAL_OK)
    
81.         {
    
82.             while(HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER);
    
83.             printf("ReadBlocks Successfully\n");
    
84.             for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    
85.             {
    
86.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    
87.             }
    
88.             printf("\r\n");
    4 r3 a+ v9 ~7 V
89.             }
    
90.         else
    
91.         {
    9 b! B4 K& z+ M8 G) g& s6 d
92.             printf("ReadBlocks Failed\n");
    
93.         }
    
94.         while (1)
    . i4 j4 T  l1 C, u
95.         {
    ; X$ u. j/ ~( {# {7 E, ~" u7 L0 D
96.         }  
    + W/ m4 W  C" A, [# E
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
   1 J; ^6 G* W$ Y" S/ r
3. #include "sdio.h"
   
4. #include "gpio.h"
   " x6 U; F. h7 a$ Y& l8 q9 @& h
5. /* USER CODE BEGIN 0 */
   2 x3 O0 g/ W# v/ u: t5 A& w: a
6. /* USER CODE END 0 */
   2 B( g* t$ t: a1 B$ X; @: f
7. SD_HandleTypeDef hsd;
   
8. /* SDIO init function */
   
9. void MX_SDIO_SD_Init(void)   //初始化配置
   
10. {
    . L) d8 b( K& ]
11.   hsd.Instance = SDIO;    //SDIO句柄，整个系统中只有这一个
    2 Z; G1 C7 v# y  J: ~; e+ r
12.   hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    
13.   hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    8 b# p: N# {2 k! r
14.   hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    2 B' M$ O+ U( v5 S: |+ K
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;
    
17.   hsd.Init.ClockDiv = 0;
    ) z+ r8 }( y( |  N" \; m  Y4 I
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.   {
    8 _5 k* r! ~# e0 F$ g; f
21.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    
22.   }
    4 A1 _1 f0 ?- g9 H# ]* F1 Z- _* U3 `
23. //初始化结束后重新配置数据宽度为4位
    4 I" ]1 B, N9 P2 {, F6 Q/ C) |
24. if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK)
    ) _, j7 U: k. k: x4 e9 M4 E3 Z7 t
25.   {
    
26.     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    " ]( i; `( t. E8 J
27.   }
    
28. }
    
29. //卡识别代码如下
    ! V- {0 w8 H/ J+ u  m! a& d
30. HAL_StatusTypeDef HAL_SD_InitCard(SD_HandleTypeDef *hsd)
      \1 _& c4 Y; X
31. {
    * U, s" W- T( x) K) `
32.   uint32_t errorstate = HAL_SD_ERROR_NONE;
    
33.   SD_InitTypeDef Init;
    1 @$ q, A6 A1 f  s, v
34. /* Default SDIO peripheral configuration for SD card initialization */
    
35. //完成卡识别
    
36.   Init.ClockEdge           = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    
37.   Init.ClockBypass         = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    
38.   Init.ClockPowerSave      = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    / b' N" z8 J$ [4 j* [
39.   Init.BusWide             = SDIO_BUS_WIDE_1B;
    1 N: Q& I$ X% J/ T) n* i
40.   Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    
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)
    
44. /* SDIO Initialization Frequency (400KHz max) */
    
45. /*#define SDIO_INIT_CLK_DIV     ((uint8_t)0x76)*/
    
46. /* Initialize SDIO peripheral interface with default configuration */
    . B0 A$ D4 C1 V$ P+ M' j6 r9 C6 p5 T
47.   SDIO_Init(hsd->Instance, Init);
    0 M. Y! _% j3 C, |- j
48. /* Disable SDIO Clock */
    $ }' x. y' C' h. ]
49.   __HAL_SD_DISABLE(hsd);
    ) }6 [, m4 B8 d. `
50. /* Set Power State to ON 对SD卡进行上电 */
    0 k& F( I# C% X7 x9 [& F1 ^& L7 J2 I
51.   SDIO_PowerState_ON(hsd->Instance);
    4 @9 K+ ~6 z: H& e+ i
52. /* Enable SDIO Clock */
      Y9 {( o% Z; M2 m
53.   __HAL_SD_ENABLE(hsd);
    7 b+ H, r1 e4 U% Z' F- l1 {
54. /* Required power up waiting time before starting the SD initialization
    - e$ ~* b! Q# }1 S% e. X  j
55.   sequence */
    9 e0 |5 S3 w6 t
56.   HAL_Delay(2U);
    
57. /* Identify card operating voltage */
    
58.   errorstate = SD_PowerON(hsd);
    " _) _# |" S: I# y+ i
59. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    0 S: z- j- `2 ~) J! b! x, a
60.   {
    
61.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    
62.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    
63. return HAL_ERROR;
    ' C1 O2 s, M5 T' _5 F. Z' ?) v
64.   }
    ! [) F" I+ }+ ?  r  t/ c. A
65. /* Card initialization */
    
66.   errorstate = SD_InitCard(hsd);
    - p+ u0 ~- _+ E: x2 V3 u6 K& _# Q1 j
67. if(errorstate != HAL_SD_ERROR_NONE)
    5 i+ o8 Z' X9 L
68.   {
    
69.     hsd->State = HAL_SD_STATE_READY;
    
70.     hsd->ErrorCode |= errorstate;
    ; Y8 Y1 L7 B, B$ X- V: M
71.     return HAL_ERROR;
    1 W& b( w: d  N, u2 @3 U
72.   }
    8 v/ C$ B. F- e+ S
73. return HAL_OK;
    , B% r: q" ^" j6 A4 A3 ~% o3 d
74. }

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* E  i* C# h+ n9 u1 b

• SD卡ＤＭＡ模式操作实例
  * ]( }! `9 d- ^/ m! n4 a
  
  

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。

6 Z. P$ |- j/ L3 g

0 A8 N& u2 y6 X% r) h3 A! m7 w

配置DMA

$ I) n( I- p2 E& \7 u: y: |# {  @' Z. Z

编写代码:

1. //mian.c
   
2. 
   * w* i) {3 Z. f
3. #include "main.h"
   2 X2 }9 Q- s% p/ y7 p; Z
4. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
5. #include "dma.h"
   
6. #include "sdio.h"
   
7. #include "usart.h"
   
8. #include "gpio.h"
   7 p6 `* q) {7 G+ P
9. 
   5 f; O: u" |1 G) i+ e* s! U
10. #define SDBUF_SIZE   1024
    % j# k3 S. Y- g+ W8 a; Z* {8 R
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
    # ~2 z3 R1 T( W# r9 t. E* ~
13. uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
    ( @# N* q* Y3 d. ]( N  S, R+ ]/ j
14. 
    
15. int main(void)
    0 J# `7 O2 z. k
16. {
    / }0 u3 r3 q1 h2 l: \% B6 A
17.       uint32_t i;
    
18.       HAL_SD_CardInfoTypeDef pCardInfo;//定义结构体用来接收卡信息
    ; I4 C5 h7 ^( a9 T. [6 \
19.       HAL_Init();
    3 P$ q& I4 c, r* `3 ?
20.       SystemClock_Config();
    
21.       MX_GPIO_Init();
    
22.       MX_DMA_Init();
    
23.       MX_SDIO_SD_Init();
    
24.       MX_USART1_UART_Init();
    
25. 
    
26.       printf("this is sd test\n");
    % O) ~' V" F" E7 m: ^2 X
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);
    ! |& K# T0 c7 d/ W: R
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
    1 {4 a/ k5 I: J+ I- \. a; E
32.       printf("pCardInfo.BlockSize = %u\n",pCardInfo.BlockSize);//每一块大小
    + R5 m' z) W" n- q% X% D3 g: i
33.       /*------------------- SD DMA 写测试-------------------------------------*/
    2 `- H& E/ x" M/ V
34.       memset(SDBUF_TX, 0x2, SDBUF_SIZE );
    ; C& _6 A+ L, w+ s: R
35.       DMA_SEND_OK = 0;　　//设置发送完成标志位为０，完成时为１
    
36.        /**
    + J' Y3 }# I1 a4 x; [0 R7 }
37.        //函数原型
    & @  i/ i) A8 I) Z% m5 e9 O# ^
38.        *HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks_DMA(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData,
    - h8 u0 r! l* W* c2 X+ k' |; G
39.                                              uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks)
    % j( l8 z: d5 ]7 r1 ~* h
40.       
    . c) h: D6 `/ E+ H6 p" q/ S
41.         * @param  hsd Pointer to SD handle
    * F5 H* N' C+ d1 D' }4 _) a
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
    
44.         * @param  NumberOfBlocks Number of blocks to write　　写几个块
    ) U0 y7 i' y: d7 h: r/ h' ^
45.         * @retval HAL status
    
46.         */
    
47.       
    
48.       if( HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd, SDBUF_TX, 0, 1) == HAL_OK )
    % o& X1 Y, r, `/ E$ q3 b& ?4 C3 r6 _
49.       {
    ; w- I- ~1 Q  s) L" S
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.       
    + O1 e1 N9 j2 W" V# P
54.           for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    ; d3 L0 a0 u7 _# ]6 E! i! y
55.           {
    
56.             printf("%d ",SDBUF_TX[i]);
    * [# k, G+ {: G' M: v
57.           }
    
58.           printf("\r\n");
    
59.           }
    
60.           else
    7 L' l7 r4 h4 e0 @
61.           {
    
62.              printf("WriteBlocks Failed\n");
    
63.           }
    
64.       
    
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.           {
    
69.               while( (DMA_RCV_OK ==0) || (HAL_SD_GetCardState(&hsd) != HAL_SD_CARD_TRANSFER));         
    % l1 J  ]5 V$ j/ R7 g- Y9 s
70.               printf("ReadBlocks Successfully\n");         
    " |. w: X  w, \$ f$ ?9 [
71.               for(i=0; i<SDBUF_SIZE; i++)
    ( v! s' ?1 B4 G7 {5 R
72.               {
    
73.                 printf("%d ",SDBUF_RX[i]);
    9 c3 B) e' S. K" [; v
74.               }
    , |: k* t  O# z/ X" [+ @3 z5 S
75.               printf("\r\n");
    ' q5 ]  z" a& U5 _4 {
76.            }
    . f/ M, e$ d1 L6 `  o2 _
77.             else
    
78.             {
    0 J# j8 e3 ]7 f2 a# q" ~% n
79.               printf("ReadBlocks Failed\n");
    0 q! U- C6 r$ F  D" y4 g
80.             }
    
81.             while (1){}
    
82. }

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% [5 @) r' A* Z$ S- [3 G; F2 Y

1. 
   
2. //sdio.c
   
3. 
   
4. extern uint8_t DMA_SEND_OK, DMA_RCV_OK;
   $ y/ ~4 D9 v2 X1 S6 o/ W! b
5. //发送完成中断处理
   0 z. w0 k% R7 y
6. void HAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
   % F3 `/ e) X. V. v# _1 n% `3 y
7. {
   
8.   DMA_SEND_OK = 1;
     r5 j, D6 g+ A0 W7 ~# t
9. }
   
10. //接收完成中断处理
    , c$ }$ D( v6 b1 j1 H
11. void HAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd)
    
12. {
    9 e; |% D  ?* P/ ?7 m
13.   DMA_RCV_OK = 1;
    
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！

; O3 n; H6 o8 g4 q5 j; o
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