七.SDIO外设结构体1.SDIO初始化结构体2.SDIO命令初始化结构体3.SDIO数据初始化结构体八.SD卡读写测试实验1.硬件设计

2.代码讲解/**
* 函数名：SD_Init
* 描述：初始化SD卡，使卡处于就绪状态(准备传输数据)
* 输入：无
* 输出：-SD_Error SD卡错误代码
* 成功时则为 SD_OK
* 调用：外部调用
*/SD_Error SD_Init(void){
        /*重置SD_Error状态*/
SD_Error errorstatus = SD_OK;

        NVIC_Configuration();
       
/* SDIO 外设底层引脚初始化 */
GPIO_Configuration();

/*对SDIO的所有寄存器进行复位*/
SDIO_DeInit();

/*上电并进行卡识别流程，确认卡的操作电压*/
errorstatus = SD_PowerON();

/*如果上电，识别不成功，返回“响应超时”错误 */
if (errorstatus != SD_OK)
{
/*!< CMD Response TimeOut (wait for CMDSENT flag) */
return(errorstatus);       
}

/*卡识别成功，进行卡初始化*/
errorstatus = SD_InitializeCards();

if (errorstatus != SD_OK)        //失败返回
{
/*!< CMD Response TimeOut (wait for CMDSENT flag) */
return(errorstatus);
}

/* 配置SDIO外设
* 上电识别，卡初始化都完成后，进入数据传输模式，提高读写速度
*/

/* SDIOCLK = HCLK, SDIO_CK = HCLK/(2 + SDIO_TRANSFER_CLK_DIV) */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_TRANSFER_CLK_DIV;

        /*上升沿采集数据 */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;

        /* Bypass模式使能的话，SDIO_CK不经过SDIO_ClockDiv分频 */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
       
        /* 若开启此功能，在总线空闲时关闭sd_clk时钟 */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
       
/* 暂时配置成1bit模式 */       
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;

        /* 硬件流，若开启，在FIFO不能进行发送和接收数据时，数据传输暂停 */
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
       
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);

if (errorstatus == SD_OK)
{
/* 用来读取csd/cid寄存器 */
errorstatus = SD_GetCardInfo(&SDCardInfo);       
}

if (errorstatus == SD_OK)
{
/* 通过cmd7,rca选择要操作的卡 */
errorstatus = SD_SelectDeselect((uint32_t) (SDCardInfo.RCA << 16));       
}

if (errorstatus == SD_OK)
{
                        /* 最后为了提高读写，开启4bits模式 */
errorstatus = SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b);
}

return(errorstatus);}
/*
* 函数名：SD_PowerON
* 描述：确保SD卡的工作电压和配置控制时钟
* 输入：无
* 输出：-SD_Error SD卡错误代码
* 成功时则为 SD_OK
* 调用：在 SD_Init() 调用
*/SD_Error SD_PowerON(void){
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint32_t response = 0, count = 0, validvoltage = 0;
uint32_t SDType = SD_STD_CAPACITY;
        /********************************************************************************************************/
/* 上电初始化
* 配置SDIO的外设
* SDIOCLK = HCLK, SDIO_CK = HCLK/(2 + SDIO_INIT_CLK_DIV)
* 初始化时的时钟不能大于400KHz
*/
        /* HCLK = 72MHz, SDIOCLK = 72MHz, SDIO_CK = HCLK/(178 + 2) = 400 KHz */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_INIT_CLK_DIV;
       
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
       
        /* 不使用bypass模式，直接用HCLK进行分频得到SDIO_CK */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;

        /* 空闲时不关闭时钟电源 */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
       
        /* 初始化的时候暂时先把数据线配置成1根 */
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;
       
        /* 失能硬件流控制 */
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
       
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);

/* 开启SDIO外设的电源 */
SDIO_SetPowerState(SDIO_PowerState_ON);

/* 使能 SDIO 时钟 */
SDIO_ClockCmd(ENABLE);/********************************************************************************************************/
/* 下面发送一系列命令,开始卡识别流程
* CMD0: GO_IDLE_STATE(复位所以SD卡进入空闲状态)
* 没有响应
         */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x0;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_GO_IDLE_STATE;
       
        /* 没有响应 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_No;
       
        /* 关闭等待中断 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
       
        /* CPSM在开始发送命令之前等待数据传输结束 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);                       
       
        /* 检测是否正确接收到cmd0 */
errorstatus = CmdError();
       
        /* 命令发送出错，返回 */
if (errorstatus != SD_OK)       
{
/* CMD Response TimeOut (wait for CMDSENT flag) */
return(errorstatus);
}/********************************************************************************************************/
/* CMD8: SEND_IF_COND
* 发送 CMD8 检查SD卡的电压操作条件
         *
* 参数: - [31:12]: 保留 (要被设置为 '0')
* - [11:8] : 支持的电压 (VHS) 0x1 (范围: 2.7-3.6 V)
* - [7:0]: 校验模式 (推荐 0xAA)
* 响应类型: R7
         */
         /* 接收到命令sd会返回这个参数 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = SD_CHECK_PATTERN;
       
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_SEND_IF_COND;       
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);

/*检查是否接收到命令*/
errorstatus = CmdResp7Error();
       
        /* 有响应则card遵循sd协议2.0版本 */
if (errorstatus == SD_OK)               
{
                /* SD Card 2.0 ，先把它定义会sdsc类型的卡 */
CardType = SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0;
               
                /* 这个变量用作ACMD41的参数，用来询问是sdsc卡还是sdhc卡 */
SDType = SD_HIGH_CAPACITY;       
}
else        /* 无响应，说明是1.x的或mmc的卡 */
{
/* 发命令 CMD55 */       
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;
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);
errorstatus = CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
}
       
/* CMD55                
* 发送cmd55，用于检测是sd卡还是mmc卡，或是不支持的卡
         * CMD 响应: R1
*/
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;
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);
       
        /* 是否响应，没响应的是mmc或不支持的卡 */
errorstatus = CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);        /********************************************************************************************************/
/* 若 errorstatus 为 Command TimeOut, 说明是MMC 卡
* 若 errorstatus 为 SD_OK ，说明是SD card: SD 卡 2.0 (电压范围不匹配)
* 或 SD 卡 1.x
         */
if (errorstatus == SD_OK)        //响应了cmd55，是sd卡，可能为1.x,可能为2.0
{
        /*下面开始循环地发送sdio支持的电压范围，循环一定次数*/

/* SD CARD
* 发送 ACMD41 SD_APP_OP_COND ，带参数 0x80100000
                 */
while ((!validvoltage) && (count < SD_MAX_VOLT_TRIAL))
{         
                        /* 在发送ACMD命令前都要先向卡发送CMD55
* 发送 CMD55 APP_CMD ， RCA 为 0
                         */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;
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);

errorstatus = CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
                       
if (errorstatus != SD_OK)
{
return(errorstatus);
}
                       
                        /* ACMD41
                         * 命令参数由支持的电压范围及HCS位组成，HCS位置一来区分卡是SDSC还是SDHC
                         * 0:SDSC
                         * 1:SDHC
* 响应：R3,对应的是OCR寄存器                       
                         */                       
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = SD_VOLTAGE_WINDOW_SD | SDType;       
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_SD_APP_OP_COND;
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);

errorstatus = CmdResp3Error();
                       
if (errorstatus != SD_OK)
{
return(errorstatus);
}
                       
                        /* 若卡需求电压在SDIO的供电电压范围内，会自动上电并标志pwr_up位
                         * 读取卡寄存器，卡状态
                         */
response = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1);
                       
                        /* 读取卡的ocr寄存器的pwr_up位，看是否已工作在正常电压 */
validvoltage = (((response >> 31) == 1) ? 1 : 0);       
count++;                        /* 计算循环次数 */
}
               
if (count >= SD_MAX_VOLT_TRIAL)                                         /* 循环检测超过一定次数还没上电 */
{
errorstatus = SD_INVALID_VOLTRANGE;         /* SDIO不支持card的供电电压 */
return(errorstatus);
}
               
                /*检查卡返回信息中的HCS位*/
                /* 判断ocr中的ccs位 ，如果是sdsc卡则不执行下面的语句 */
if (response &= SD_HIGH_CAPACITY)
{
CardType = SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD; /* 把卡类型从初始化的sdsc型改为sdhc型 */
}

}/* else MMC Card */

return(errorstatus);                }

• 如果发送CMD8无响应：
  
  

• 如果发送CMD8有响应：
  电压匹配的 2.0 以上 SD 卡(就是我们即将要使用的SD卡)
  
  
  

/*
* 函数名：SD_InitializeCards
* 描述：初始化所有的卡或者单个卡进入就绪状态
* 输入：无
* 输出：-SD_Error SD卡错误代码
* 成功时则为 SD_OK
* 调用：在 SD_Init() 调用，在调用power_on（）上电卡识别完毕后，调用此函数进行卡初始化
*/SD_Error SD_InitializeCards(void){
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint16_t rca = 0x01;

if (SDIO_GetPowerState() == SDIO_PowerState_OFF)
{
errorstatus = SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;
return(errorstatus);
}
       
        /* 判断卡的类型 */
if (SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_CARD != CardType)
{
/* Send CMD2 ALL_SEND_CID
                 * 响应：R2，对应CID寄存器
                 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x0;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_ALL_SEND_CID;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Long;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);

errorstatus = CmdResp2Error();

if (SD_OK != errorstatus)
{
return(errorstatus);
}
               
                /* 将返回的CID信息存储起来 */
CID_Tab[0] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1);
CID_Tab[1] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP2);
CID_Tab[2] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP3);
CID_Tab[3] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP4);
}/********************************************************************************************************/
if ( (SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1 == CardType)
                 ||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0 == CardType)
         ||(SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_COMBO_CARD == CardType)
||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD == CardType) )         /* 使用的是2.0的卡 */
{
/* Send CMD3 SET_REL_ADDR with argument 0
* SD Card publishes its RCA.
* 响应：R6，对应RCA寄存器               
                 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_SET_REL_ADDR;               
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);
               
                /* 把接收到的卡相对地址存起来 */
errorstatus = CmdResp6Error(SD_CMD_SET_REL_ADDR, &rca);       

if (SD_OK != errorstatus)
{
return(errorstatus);
}
}/********************************************************************************************************/
if (SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_CARD != CardType)
{
RCA = rca;

/* Send CMD9 SEND_CSD with argument as card's RCA
                 * 响应:R2对应寄存器CSD(Card-Specific Data)
                 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t)(rca << 16);
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SD_CMD_SEND_CSD;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Long;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);

errorstatus = CmdResp2Error();

if (SD_OK != errorstatus)
{
return(errorstatus);
}

CSD_Tab[0] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1);
CSD_Tab[1] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP2);
CSD_Tab[2] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP3);
CSD_Tab[3] = SDIO_GetResponse(SDIO_RESP4);
}/********************************************************************************************************/       
        /*全部卡初始化成功 */
errorstatus = SD_OK;

return(errorstatus);}

• 数据写入操作
  
  

3.实验结果