SPI驱动SD卡 亲测成功
SD卡指令定义 ：
// SD卡类型定义
#define SD_TYPE_ERR 0X00
#define SD_TYPE_MMC 0X01
#define SD_TYPE_V1 0X02
#define SD_TYPE_V2 0X04
#define SD_TYPE_V2HC 0X06
// SD卡指令表
#define CMD0 0 //卡复位
#define CMD1 1
#define CMD8 8 //命令8 ,SEND_IF_COND
#define CMD9 9 //命令9 ,读CSD数据
#define CMD10 10 //命令10,读CID数据
#define CMD12 12 //命令12,停止数据传输
#define CMD16 16 //命令16,设置SectorSize 返回0x00
#define CMD17 17 //命令17,读sector
#define CMD18 18 //命令18,读 Multi sector
#define CMD23 23 //命令23,设置多sector写入前预先擦除N个block
#define CMD24 24 //命令24,写sector
#define CMD25 25 //命令25,写Multi sector
#define CMD41 41 //命令41,返回0x00
#define CMD55 55 //命令55,返回0x01
#define CMD58 58 //命令58,读OCR信息
#define CMD59 59 //命令59,使能/禁止CRC,应返回0x00
//数据写入回应字意义
#define MSD_DATA_OK 0x05
#define MSD_DATA_CRC_ERROR 0x0B
#define MSD_DATA_WRITE_ERROR 0x0D
#define MSD_DATA_OTHER_ERROR 0xFF
//SD卡回应标志字
#define MSD_RESPONSE_NO_ERROR 0x00
#define MSD_IN_IDLE_STATE 0x01
#define MSD_ERASE_RESET 0x02
#define MSD_ILLEGAL_COMMAND 0x04
#define MSD_COM_CRC_ERROR 0x08
#define MSD_ERASE_SEQUENCE_ERROR 0x10
#define MSD_ADDRESS_ERROR 0x20
#define MSD_PARAMETER_ERROR 0x40
#define MSD_RESPONSE_FAILURE 0xFF
#define GPIO_NSS GPIO_Pin_12
#define GPIO_SCK GPIO_Pin_13
#define GPIO_MISO GPIO_Pin_14
#define GPIO_MOSI GPIO_Pin_15
#define CS_H GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_NSS);
#define CS_L GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_NSS);
void SPI_init(void);
u8 SPI_ReadWrite_Byte(u8 TxData);
u8 SPI_Read_Byte(u8 txdata);
u8 SD_SPI_ReadWriteByte(u8 data);
void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler);
u8 SD_WaitReady(void);
u8 SD_GetResponse(u8 Response);
u8 SD_Init_Config(void);
u8 SD_ReadDisk2(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
u8 SD_WriteDisk2(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
u32 SD_GetSectorCount(void);
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data);
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data);
SPI设置：
void SPI_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOb时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);//使能SPI2时钟
//GPIOFB3,4,5初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_MOSI|GPIO_SCK|GPIO_MISO;//PB3~5复用功能输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_40MHz;//40MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_NSS;//PB3~5复用功能输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//复用功能
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
CS_H;
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_SPI2); //PB3复用为 SPI2
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_SPI2); //PB4复用为 SPI2
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_SPI2); //PB5复用为 SPI2
SPI_I2S_DeInit(SPI2);
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步时钟的空闲状态为高电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
SPI_ReadWrite_Byte(0xff);
}
//spi读写一个字节
u8 SPI_ReadWrite_Byte(u8 TxData)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){}//等待发送区空
SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个byte 数据
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){} //等待接收完一个byte
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据
}
//设置SPI速率 初始速率不能高于400k
void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
SPI2->CR1&=0XFFC7;//位3-5清零，用来设置波特率
SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //设置SPI2速度
SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); //使能SPI1
} SD卡的一些操作函数：
//取消片选 释放SPI总线
void SD_DisSelect(void)
{
CS_H;
SPI_ReadWrite_Byte(0xff);
}
//等待卡准备好
//准备好了返回值0；其他错误代码
u8 SD_WaitReady(void)
{
u32 t=0;
do
{
if(SPI_ReadWrite_Byte(0xff)==0XFF)return 0;//OK
t++;
}while(t<0XFFFFFF);
return 1;
}
//选择SD卡并等待卡准备好
//返回值 0成功，1失败
u8 SD_Select(void)
{
CS_L;
if(SD_WaitReady()==0)return 0;
SD_DisSelect();
return 1;
}
//获得响应
//Response 要得到的回应?
//其他响应错误
u8 SD_GetResponse(u8 Response)
{
u16 Count=0xFFFF; //等待次数
while ((SPI_ReadWrite_Byte(0xff)!=Response)&&Count)Count--;
if (Count==0)return MSD_RESPONSE_FAILURE;
else return MSD_RESPONSE_NO_ERROR;
}
//从SD卡读取一个数据包的内容
//buf数据缓存区
//len读取的数据长度
u8 SD_RecvData(u8*buf,u16 len)
{
if(SD_GetResponse(0xFE))return 1;
while(len--)
{
*buf=SPI_ReadWrite_Byte(0xff);
buf++;
}
SPI_ReadWrite_Byte(0xff);
SPI_ReadWrite_Byte(0xff);
return 0;
}
//向SD卡写入一个数据包的内容512字节
//buf数据缓存
//命令
//返回值0成功 其他失败
u8 SD_SendBlock(u8*buf,u8 cmd)
{
u16 t;
if(SD_WaitReady())return 1;
SPI_ReadWrite_Byte(cmd);
if(cmd!=0XFD)
{
for(t=0;t<512;t++)SPI_ReadWrite_Byte(buf[t]);
SPI_ReadWrite_Byte(0xFF);
SPI_ReadWrite_Byte(0xFF);
t=SPI_ReadWrite_Byte(0xFF);
if((t&0x1F)!=0x05)return 2;
}
return 0;
}
//向SD卡发送一个命令
//u8 cmd 命令
//u32 arg 命令参数
u8 SD_SendCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
u8 r1;
u8 Retry=0;
SD_DisSelect();
if(SD_Select())return 0XFF;
SPI_ReadWrite_Byte(cmd | 0x40);
SPI_ReadWrite_Byte(arg >> 24);
SPI_ReadWrite_Byte(arg >> 16);
SPI_ReadWrite_Byte(arg >> 8);
SPI_ReadWrite_Byte(arg);
SPI_ReadWrite_Byte(crc);
if(cmd==CMD12) SPI_ReadWrite_Byte(0xff);//Skip a stuff byte when stop reading
Retry=0X1F;
do
{
r1=SPI_ReadWrite_Byte(0xFF);
}while((r1&0X80) && Retry--);
return r1;
}
//获取SD卡的CID信息包括 包括制造商信息
//u8 *cid_data 存放CID的内存至少16个字节
//返回 0:NO_ERR
// 1:错误
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)
{
u8 r1;
r1=SD_SendCmd(CMD10,0,0x01);
if(r1==0x00)
{
r1=SD_RecvData(cid_data,16); //接收16个字节的数据
}
SD_DisSelect();
if(r1)return 1;
else return 0;
}
//获取SD卡的CSD信息包括 包括容量和速度信息
//u8 *cid_data 存放CsD的内存至少16个字节
//返回 0:NO_ERR
// 1:错误
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)
{
u8 r1;
r1=SD_SendCmd(CMD9,0,0x01);
if(r1==0)
{
r1=SD_RecvData(csd_data, 16);
}
SD_DisSelect();
if(r1)return 1;
else return 0;
}
//获取SD卡总扇区数
//返回值:0: 取出容量出错
// 其他:SD容量(扇区数/512字节)
u32 SD_GetSectorCount(void)
{
u8 csd[16];
u32 Capacity;
u8 n;
u16 csize;
//取CSD信息
if(SD_GetCSD(csd)!=0) return 0;
if((csd[0]&0xC0)==0x40) //V2.00卡
{
csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;
Capacity = (u32)csize << 10;//得到扇区数
}else//V1.XX卡
{
n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;
csize = (csd[8] >> 6) + ((u16)csd[7] << 2) + ((u16)(csd[6] & 3) << 10) + 1;
Capacity= (u32)csize << (n - 9);//得到扇区数
}
return Capacity;
}
//初始化SD
u8 SD_Init_Config(void)
{
u8 r1; //
u16 retry; //
u8 buf[4];
u16 i;
SPI_init(); //初始化IO
for(i=0;i<10;i++)SPI_ReadWrite_Byte(0XFF);//发送至少74个脉冲
retry=20;
do
{
r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);//进入IDLE状态
}while((r1!=0X01) && retry--);
SD_Type=0;//默认无卡
if(r1==0X01)
{
if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1)//SD V2.0
{
for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI_ReadWrite_Byte(0XFF); //Get trailing return value of R7 resp
if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA)//卡是否支持2.7~3.6V
{
retry=0XFFFE;
do
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //发送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);//发送CMD41
}while(r1&&retry--);
if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0)//鉴别SD2.0开始
{
for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI_ReadWrite_Byte(0XFF);//得到OCR值
if(buf[0]&0x40)SD_Type=SD_TYPE_V2HC; //检测CCS
else SD_Type=SD_TYPE_V2;
}
}
}else//SD V1.x/ MMC V3
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //发送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01); //发送CMD41
if(r1<=1)
{
SD_Type=SD_TYPE_V1;
retry=0XFFFE;
do
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //发送CMD55
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);//发送CMD41
}while(r1&&retry--);
}else
{
SD_Type=SD_TYPE_MMC;//MMC V3
retry=0XFFFE;
do
{
r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);
}while(r1&&retry--);
}
if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0)SD_Type=SD_TYPE_ERR;
}
}
SD_DisSelect();
SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_2);
if(SD_Type)return 0;
else if(r1)return r1;
return 0xaa;
}
u8 SD_ReadDisk2(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)sector <<= 9;
if(cnt==1)
{
r1=SD_SendCmd(CMD17,sector,0X01);
if(r1==0)
{
r1=SD_RecvData(buf,512);
}
}else
{
r1=SD_SendCmd(CMD18,sector,0X01);
do
{
r1=SD_RecvData(buf,512);
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
SD_SendCmd(CMD12,0,0X01);
}
SD_DisSelect();
return r1;
}
//u8*buf数据缓存
//sector起始扇区
//扇区数
u8 SD_WriteDisk2(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)sector *= 512;
if(cnt==1)
{
r1=SD_SendCmd(CMD24,sector,0X01);
if(r1==0)
{
r1=SD_SendBlock(buf,0xFE);
}
}else
{
if(SD_Type!=SD_TYPE_MMC)
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
SD_SendCmd(CMD23,cnt,0X01);
}
r1=SD_SendCmd(CMD25,sector,0X01);
if(r1==0)
{
do
{
r1=SD_SendBlock(buf,0xFC);
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
r1=SD_SendBlock(0,0xFD);
}
}
SD_DisSelect();
return r1;
}