Marvell 88W8686/88W8782/88W8801 WiFi模块驱动程序的编写

本文以STM32F1系列的单片机为例，详细讲解Marvell公司的88W8686/88W8782/88W8801 WiFi模块驱动程序的编写。编写程序时为了代码简短起见，直接用寄存器操作，不使用STM32库函数。IDE采用Keil uVision5。为了存储下WiFi模块庞大的固件，以及方便lwip的移植，请尽量采用较大SRAM和Flash容量的单片机（如High-density或XL-density系列的），这里笔者用的是STMF103RET6（引脚数64，SRAM容量64KB，Flash容量512KB）。因为Connectivity line系列的STM32F105/107单片机没有SDIO接口，所以请不要使用这两种单片机来测试。STM32F103C8T6容量太小，虽然Flash程序存储空间有64KB，但SRAM运行内存只有20KB，不方便lwip协议栈的移植，所以最好也不要使用（当然这种情况改用uip协议栈也行，uip在SRAM容量才1KB的ATMega16单片机上都能运行）。

88W8686已经是比较老的芯片了，其数据手册（datasheet）的发布时间是2007年2月20日。淘宝网上可以买到芯片组（Chip Set）为88W8686的WM-G-MR-09模块，价格比较贵，85元一个。其固件（firmware）及Fedora Linux下的驱动程序可直接在Marvell的官方网站上下载到，压缩包名称为SD-8686-LINUX26-SYSKT-9.70.3.p24-26409.P45-GPL.zip，里面有两个固件：helper_sd.bin和sd8686.bin，最后修改日期都是2008年2月29日。

卖家世讯电子提供了STM32103RET6驱动该网卡的程序。但该程序可靠性很差，代码既乱又复杂而且很难看懂，扫描热点时经常出现problem fetching packet from firmware, rewhile的错误，连接热点时有时候会出现认证失败的错误type=0x888e!，一连接失败就直接重启单片机，而且与WPA2-PSK认证有关的代码被封装到了wap_wpa2_lib.lib文件中，不开放源代码。这也是笔者写本教程的原因：自己编写出高可靠性的驱动程序！

较新的88W8782和88W8801模块价格更便宜，大概20~30块钱一个，支持创建AP模式的热点，安卓手机可以不打补丁直接连接，但很多寄存器的地址和88W8686不一样。其固件和Linuxl驱动程序无法在Marvell的官方网站上下载到，但可在淘宝的卖家那里获得，还可以获得数据手册PDF文档。数据手册的发布时间分别为2011年4月6日和2013年8月19日。压缩包的名称分别为SD－UAPSTA－8782－FC13－MMC－14.69.12.p35－M2614336_B0－GPL_new.zip和SD-UAPSTA-8801-FC18-MMC-14.76.36.p61-C3X14090_B0-GPL.zip。每个模块只有一个固件，分别是sd8782_uapsta.bin和sd8801_uapsta.bin，最后修改日期分别为2012年8月16日和2015年2月25日。

 

本文主要讲解88W8686模块，同时也会顺带说明如何在88W8782/8801这两款芯片上运行所写的程序。

这些WiFi模块都是SD I/O卡，而我们平常在手机里面插的内存卡属于SD memory卡。SDIO card和SD memory card都可以用STM32单片机的SDIO接口来操作，但它们所支持的命令不一样。后者支持很多命令，比如复位命令CMD0、写数据块命令CMD24~25、读数据块命令CMD17~18等等。但前者就只支持CMD0、3、5、7、15、52、53这几个命令，并且CMD0不是复位命令，而是从SDIO模式切换到SPI模式的命令。并且，两者的初始化时序也不一样。

在SD卡的官方网站https://www.sdcard.org/上可以下载到SD memory卡和SDIO卡的文档。

其中，Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver6.00是SD memory卡的文档，PartE1_SDIO_Simplified_Specification_Ver3.00是SDIO卡的文档。PartE7_Wireless_LAN_Simplified_Addendum_Ver1.10虽然是介绍SDIO WiFi卡的文档，但和本文所讲的WiFi模块没有任何关系，因此不必下载。

接下来，笔者将参考Part E1文档，讲解SDIO WiFi卡的初始化方法。

完整的代码请参考：http://blog.csdn.net/zlk1214/article/details/75410647（Marvell 88W8686 WiFi模块创建或连接热点，并使用lwip建立http服务器）

工程的建立：在Keil中新建一个STM32F103RE的工程，并勾选上启动代码CMSIS/CORE和Device/Startup：

如果要使用STM32的库函数，则还需要勾选Device/StdPeriph Drivers中的项目（本文不使用库函数，因此不必勾选）：

工程建好后，Keil已经帮我们自动添加好了启动文件startup_stm32f10x_hd.s，其中hd是指high-density。

在其中创建main.c文件，以及存放WiFi驱动程序的文件WiFi.h和WiFi.c。

以下是88W8686 WiFi模块与STM32单片机的连线。

SDIO_CLK接PC12，SDIO_CMD接PD2，数据线D0~D3接PC8~11。

在笔者所用的的开发板上，VCC3V3引脚不是直接连接到电源的，而是通过一个场效应管接到PB12上的。当开发板外接了5V的电源插头，并且PB12为低电平时，WiFi模块才通电工作。下载程序时，PB12输出高阻态，此时WiFi模块断电。每次单片机复位时，WiFi模块也就跟着自动复位。自己焊的板子可以用一个PNP三极管来代替场效应管Q1。

【程序1】Marvell 88W8686 WiFi模块的初始化代码：http://blog.csdn.net/zlk1214/article/details/73693167

 RCC->AHBENR = RCC_AHBENR_SDIOEN;
 RCC->APB1ENR = RCC_APB1ENR_TIM6EN;
 RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_IOPCEN | RCC_APB2ENR_IOPDEN| RCC_APB2ENR_USART1EN;

 GPIOA->CRH = 0x000004b0;
 GPIOB->CRH = 0x00030000; // PB12为WiFi模块电源开关, PB12=0时打开WiFi模块
 GPIOC->CRH = 0x000bbbbb;
 GPIOD->CRL = 0x00000b00;

 USART1->BRR = 0x271;
 USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE;

在main函数中，首先打开SDIO、GPIOA~D、定时器TIM6和串口USART1的时钟，需要先打开时钟才能使用这些STM32外设。这些外设分别在AHB、APB1和APB2总线上。AHB和APB2的时钟频率为72MHz，而APB1的频率为36MHz。STM32外接的外部高速晶振HSE只有8MHz，这些频率都是RCC上的PLL倍频器产生的。
接下来配置PA~PD的I/O口。CRL负责Px0~Px7，CRH负责Px8~Px15。每个十六进制数位配置一个端口，最低位为Px8或Px0，最高位为Px15或Px7。

对于USART1串口，发送端口USART1_TX为PA9，设置为复用推挽输出，速度为50MHz：b，接收端口USART1_RX为PA10，设置为浮空输入：4。

PB12为外接的电源开关，最开始为高阻态，WiFi模块为断电状态。当设置CRH为3（推挽输出，速度为50MHz）后，因为GPIOB->ODR为0，所以PB12输出低电平，WiFi模块通电。

PC8~11为SDIO数据端口D0~D3，PC12为SDIO时钟引脚，PD2为SDIO命令端口。这些都应该设置为复用推挽输出50MHz，因此都设为b。

由STM32F103的参考手册（Reference manual）的9.1.11 GPIO configurations for device peripherals中的表格可知，所有的SDIO引脚都应该设为复用推挽输出。

推挽和开漏输出的区别：推挽输出可以输出低电平（ODR=0）和高电平（ODR=1）。开漏输出可以输出低电平（ODR=0），但不能输出高电平，当ODR=1时输出高阻态，高阻态相当于断开了端口与电源的连接。

GPIO_CRH/CRL配置方法（加粗的表示常用）：

每1位16进制数表示一个I/O端口。
1为10MHz推挽输出（推挽输出适合直接驱动）（复用为9）
2为2MHz推挽输出（复用为a）
3为50MHz推挽输出（复用为b）

5为10MHz开漏输出（开漏输出适合接三极管基极）（复用为d）
6为2MHz开漏输出（复用为e）
7为50MHz开漏输出（复用为f）

0为模拟输入/输出
4为浮空输入
8为带上/下拉电阻的输入（ODR=0为下拉，1为上拉），上拉输入表示IDR的默认值为1，下拉输入表示IDR的默认值为0

当使用带上下拉电阻的输入模式时，该端口对应的ODR位的值就表示默认的输入电平。当该端口悬空时，IDR=ODR。否则IDR就等于输入的电平值。

一般情况下，PNP型三极管的发射极都是接的+5V，如果基极通过电阻接到单片机的I/O口上并配置为开漏输出，则当ODR=0时，三极管饱和导通，发射极与基极间的电压为0.7V，基极电阻两端的电压为4.3V；当ODR=1时输出高阻态，相当于基极直接悬空，三极管截止。所以开漏输出特别适合接三极管的基极。如果配置为推挽输出，那么当ODR=1时，I/O口输出的是3.3V的高电平，5V-3.3V=1.7V高于导通电压0.7V，因此三极管还是导通的，且基极电阻两端的电压为1V。

所以，如果WiFi模块的电源上接的是PNP三极管，那么只有将PB12配置为开漏输出（7）后，才能通过ODR寄存器控制WiFi模块电源的通断。

接着配置串口USART1，BRR为波特率。USART1是在APB2总线上的外设，该总线的时钟为72MHz，也就是72000000Hz。欲设置的波特率为115200，72000000 ÷ 115200 = 625 = 0x271，因此，BRR=0x271。CR1为控制寄存器，UE表示启动该外设，TE表示允许发送。

为了在程序中使用printf函数向串口输出信息，需要引入stdio.h头文件，然后实现fputc函数。printf函数使用的是C语言标准输出流stdout，因此fp=stdout。ch为要输出的每个字符。若输出的是换行符\n，为了正确换行，需要先输出一个回车符\r组成\r\n。向USART1的DR寄存器写入数据前，必须先等待SR寄存器中的TXE位（发送缓冲区空）变为1。写入数据后，串口外设将自动发送数据。最后函数必须返回ch的原有内容。

 #include

 int fputc(int ch, FILE *fp)
 {
     if (fp == stdout)
     {
         if (ch == '\n')
         {
             while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);
             USART1->DR = '\r';
         }
         while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0);
         USART1->DR = ch;
     }
     return ch;
 }

此外还需在项目属性里勾选上“Use MicroLIB”选项。

J-Link下载器配置：在Debug选项卡中选择J-Link作为调试工具，并在设置对话框里勾选上Reset and Run复选框，以便下载完成后程序能自动开始运行。

STM32 SDIO外设的初始化

串口初始化完毕后便开始执行Card_Init函数：SDIO卡初始化函数。

 printf("Initialization begins...\n");
 SDIO->POWER = SDIO_POWER_PWRCTRL;
 SDIO->CLKCR = SDIO_CLKCR_CLKEN | 178; // 初始化时最高允许的频率: 72MHz/(178+2)=400kHz
 delay(5); // 延时可防止CMD5重发

首先将SDIO_POWER寄存器中的PWRCTRL位置位，启动SDIO外设。以下是STM32F1参考手册中的SDIO_POWER寄存器的说明：

只有当该寄存器的第1~0位同时为1时才能启动该外设。

在STM32F10x.h头文件中，有如下的定义：

 /******************  Bit definition for SDIO_POWER register  ******************/
 #define  SDIO_POWER_PWRCTRL                  ((uint8_t)0x03)               /*!< PWRCTRL[1:0] bits (Power supply control bits) */
 #define  SDIO_POWER_PWRCTRL_0                ((uint8_t)0x01)               /*!< Bit 0 */
 #define  SDIO_POWER_PWRCTRL_1                ((uint8_t)0x02)               /*!< Bit 1 */

SDIO_POWER_PWRCTRL表示PWRCTRL的全部位，即第1~0位。SDIO_POWER_PWRCTRL_0表示第0位，SDIO_POWER_PWRCTRL_1表示第1位。

接着配置SDIO_CLKCR寄存器。该寄存器的CLKEN位决定是否启用时钟引脚SDIO_CK，即是否向PC12引脚输出时钟信号。CLKDIV为时钟分频系数。

PC12引脚上的频率为：SDIO外设的频率 ÷ (CLKDIV + 2)

因为SDIO是AHB总线上的外设，所以SDIO外设的频率等于AHB总线的频率（记为HCLK），为72MHz。

程序中配置的是CLKDIV=178，因此分频后，在PC12引脚上输出的时钟频率就是400kHz。这是SD卡在初始化时所允许的最高频率。只有当SDIO总线上挂接的所有SD卡都初始化完毕了之后，这一频率才允许提高。

然后调用delay函数延时5毫秒。延时的目的是上电后使器件做好准备，降低CMD5命令重发的可能性，但这不能完全防止CMD5重发。delay函数的实现如下：

 // 延时n毫秒
 void delay(uint16_t n)
 {
     TIM6->ARR = 10 * n - 1; // nms
     TIM6->PSC = 7199; // 72MHz/7200=10kHz
     TIM6->CR1 = TIM_CR1_URS | TIM_CR1_OPM; // UG不置位UIF, 非循环模式
     TIM6->EGR = TIM_EGR_UG; // 保存设置
     TIM6->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // 开始计时
     while ((TIM6->SR & TIM_SR_UIF) == 0); // 等待计时完毕
     TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF; // 清除溢出标志
 }

该函数使用了STM32中的基本定时器TIM6。ARR为计数量，这里n=5，ARR=49，PSC为分频系数，PSC=7199为7200分频。这里要注意的是，虽然TIM6是APB1总线上的外设，但提供的时钟却是2×36MHz=72MHz（见下图），所以分频后是10kHz。OPM=1表示定时器溢出后自动关闭，即只计时一次。UG=1表示使ARR和PSC中的值立即生效。URS=1表示执行UG=1时不将溢出标志UIF置位。接着CEN置1开始计时，用while循环等待溢出标志UIF置位，起到延时的目的。当CNT的值从49跳变到0的瞬间，UIF置位，CEN自动清零关闭定时器，跳出while循环。然后清除UIF标志位，以便于下次延时。

CEN刚置位时，CNT=0。经过1/(10kHz)=0.1ms后，CNT从0跳变到1。经过4.9ms后，CNT从48跳变到49。经过5ms后，CNT刚好从49跳变到0。

SDIO卡的初始化流程见Part E1文档的图3-2。首先以空参数（ARG=0）发送一个CMD5命令，检查有无回应。若有回应，则设置参数ARG后再次发送CMD5，检查回应中的MP（Memory Present）位后决定之后的流程。

在STM32 SDIO外设中，使用SDIO_CMD寄存器发送命令，使用SDIO_ARG寄存器设置命令参数。

在SDIO_CMD寄存器中，CMDINDEX决定命令号，CPSMEN=1时发送命令（该位不会自动清零，只要写完寄存器后该位为1，就发送命令）。WAITRESP=00时不等待回应，WAITRESP=01时等待48位的短回应，WAITRESP=11时等待136位的的长回应。回应的内容保存在RESP1~4寄存器中。

 /* 发送CMD5: IO_SEND_OP_COND */
 SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 5;
 while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
 Card_CheckCommand(); // 为了保险起见还是要检查一下是否要重发命令
 if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
 {
     SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
     Card_ShowShortResponse();
 }

因为上电后ARG寄存器的默认值为0，所以这里没有写SDIO->ARG=0;。这里以空参数发送CMD5，只将WAITRESP的第0位置1，等待短回应。SDIO_STA_CMDACT=1表示命令正在发送。由于之前延时5ms并不能100%保证命令不会出现超时，所以调用Card_CheckCommand函数检查一下等待回应是否超时。如果超时就重发命令。若收到了回应，则SDIO_STA_CMDREND自动置1，对SDIO_ICR_CMDRENDC写1清除该位，然后调用Card_ShowShortResponse函数显示命令的回应内容。

 // 检查命令是否收到了回应, 若没收到则重发命令
 void Card_CheckCommand(void)
 {
     while (SDIO->STA & SDIO_STA_CTIMEOUT)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CTIMEOUTC; // 清除标志
         SDIO->CMD = SDIO->CMD; // 重发
         printf("Timeout! Resend CMD%d\n", SDIO->CMD & SDIO_CMD_CMDINDEX);
         while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
     }
 }

命令重发检查： 若经过了64个SDIO_CK时钟周期（64/400000s=0.16ms）后仍没有收到回应，SDIO_STA_CTIMEOUT位自动置1表明超时。此时执行循环体内的语句。先对SDIO_ICR_CTIMEOUTC写1清除该位，然后将CMD寄存器中的内容再次送入CMD寄存器，写完之后CPSMEN仍为1，ARG=0，自动重发CMD5命令，等待命令发送完毕后再次检查是否超时。若收到了回应，CTIMEOUT=0跳出循环。

 void Card_ShowShortResponse(void)
 {
     printf("Command response received: CMD%d, RESP_%08x\n", SDIO->RESPCMD, SDIO->RESP1);
 }

Card_ShowShortResponse函数用于显示短回应的内容，包括短回应的回应命令号和32位的回应内容。

运行结果如下：

 Initialization begins...
 Command response received: CMD63, RESP_90ff8000

CMD5命令的回应格式是R4格式，长度为48位。其中第45~40位为回应命令号，保存在RESPCMD寄存器中，第39~8位为32位的回应内容，保存在RESP1寄存器中。

如下图，从C开始到I/O OCR为RESP1，Reserved为RESPCMD（始终等于全1，也就是63）。

因为RESP1=0x90ff8000，所以C=1，功能（Function）数为1，MP=0（是否有内存区域），S18A=0（是否已接受1.8V低电压），OCR寄存器的值为0xff8000。

OCR寄存器的第23~15位为1，表明该SDIO卡支持2.7~3.6V的电压。

值得注意的是，该程序假定SDIO总线上只接了WiFi模块，没有接其他任何东西，包括SD内存卡。所以不发送Part E1文档图3-2中的用于SD卡的CMD0复位命令和CMD8命令。

因为CMD5的命令回应中，功能数NF=1>0，且OCR寄存器的值有效，所以需要再次发送CMD5，且这次参数ARG为主机设置的电压范围。因为我们不请求1.8V低电压模式，所以ARG中S18R=0。

 /* 设置参数VDD Voltage Window: 3.2~3.4V, 并再次发送CMD5 */
 SDIO->ARG = 0x300000;
 SDIO->CMD = SDIO->CMD;
 while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
 if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
 {
     SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
     Card_ShowShortResponse();
     if (SDIO->RESP1 & _BV(31))
     {
         // Card is ready to operate after initialization
         printf("Number of I/O Functions: %d\n", (SDIO->RESP1 >> 28) & 7);
         printf("Memory Present: %d\n", (SDIO->RESP1 & _BV(27)) != 0);
     }
 }

程序中的_BV(31)表示第31位，即检查RESP1寄存器中的第31位（C位）是否为1。

 #define _BV(n) (1u << (n))

C=1（图3-2中对应IO=1）表明卡已经准备好了。此时程序向串口输出NF和MP的值。

 Command response received: CMD63, RESP_90300000
 Number of I/O Functions: 1
 Memory Present: 0

接下来，发送CMD3命令，获取WiFi模块的RCA相对地址，并保存到全局变量rca中。

 uint16_t rca;

 /* 获取Wi-Fi模块地址 (CMD3: SEND_RELATIVE_ADDR, Ask the card to publish a new relative address (RCA)) */
 SDIO->ARG = 0;
 SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 3;
 while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
 if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
 {
     SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
     rca = SDIO->RESP1 >> 16;
     printf("Relative card address: 0x%04x\n", rca);
 }

由SD内存卡的文档Part1可知，CMD3的参数为0：

在SDIO卡中CMD3的回应格式为R6，其高16位为RCA相对卡地址：

获得相对地址后，发送CMD7选中WiFi模块，其参数ARG的高16位为欲选中模块的RCA地址，其余位为0。

 /* 选中Wi-Fi模块 (CMD7: SELECT/DESELECT_CARD) */
 SDIO->ARG = rca << 16;
 SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 7;
 while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
 if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
 {
     SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
     printf("Card selected! status=0x%08x\n", SDIO->RESP1);
 }

程序输出：

 Relative card address: 0x0001
 Card selected! status=0x00001e00

到此，WiFi模块已初始化完毕，现在可提升SDIO总线的时钟频率。频率不要设得太高（如24MHz），否则即便是不用库函数，用寄存器操作，发送/接收数据时也很容易忙不过来导致Underrun/Overrun的错误，除非使用DMA。

 // 提高时钟频率
 SDIO->CLKCR = (SDIO->CLKCR & ~SDIO_CLKCR_CLKDIV) | 70; // 72MHz/(70+2)=1MHz
 SDIO->DTIMER = 1000000; // 当频率为1MHz时, 超时时间为1秒

DTIMER寄存器表示SDIO接口在数据端口上发送或接收数据时的最大超时时间。

SDIO接口开机后的默认数据宽度为1，只使用D0（PC8）这一根数据线。为了同时使用D0~D3四根数据线，需要修改WiFi模块中的卡公共控制寄存器（CCCR寄存器，见Part E1文档的6.9节），将地址为0x07的总线接口控制寄存器（Bus Interface Control）中的Bus Width位改为10。

 /* 选择总线宽度 (Wide Bus Selection) */
 // For an SDIO card a write to the CCCR using CMD52 is used to select bus width. (See 4.5 Bus Width)
 // CMD52: IO_RW_DIRECT, CCCR: Card Common Control Registers
 Card_Write(0, 0x07, Card_Read(0, 0x07) | 0x02); // Bus Width: 4-bit bus
 SDIO->CLKCR |= SDIO_CLKCR_WIDBUS_0;

SDIO_CLKCR寄存器中的WIDBUS位控制的是SDIO外设的数据宽度，当WIDBUS=01时采用四位数据线模式。

这里涉及到SDIO卡内寄存器的读取（Card_Read）和写入（Card_Write），这是通过发送CMD52命令实现的。

 void Card_SendCMD52(uint8_t is_write, uint8_t read_after_write, uint8_t function_number, uint32_t register_address, uint8_t data_to_write)
 {
     SDIO->ARG = (is_write << 31) | (function_number << 28) | (read_after_write << 27) | (register_address << 9) | data_to_write;
     SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 52;
     while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
 }

CMD52命令参数的格式如下图所示：

其中，R/W flag决定是读寄存器还是写寄存器，Function Number为寄存器所在的功能区，RAW flag表示写寄存器后是否自动读取寄存器的实际内容，Stuff为始终为0的填充位，Register Address为寄存器地址，Write Data为要写入的数据，读寄存器时用0填充。

 // 读寄存器
 uint8_t Card_Read(uint8_t func_num, uint32_t addr)
 {
     Card_SendCMD52(0, 0, func_num, addr, 0);
     if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
         return SDIO->RESP1 & 0xff;
     }
     else
     {
         printf("Card_Read failed, SDIO->STA=0x%08x!\n", SDIO->STA);
         return 0;
     }
 }

 // 写寄存器, 返回写入后寄存器的实际内容
 uint8_t Card_Write(uint8_t func_num, uint32_t addr, uint8_t value)
 {
     Card_SendCMD52(1, 1, func_num, addr, value);
     if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
         return SDIO->RESP1 & 0xff;
     }
     else
     {
         printf("Card_Write failed, SDIO->STA=0x%08x!\n", SDIO->STA);
         return 0;
     }
 }

写寄存器时，RAW=1，自动返回写入后寄存器中的实际内容。

CMD52命令的回应格式为R5，其中不仅包含了8位的寄存器内容，还包括卡状态信息Response Flags，所以RESP1必须要与上0xff滤掉卡状态信息位。

CCCR寄存器和以后要讲的FBR寄存器和CIS卡信息结构，都位于0号功能区（Function 0）中的公共I/O区域（CIA）中。

接下来我们来讨论一下，如果SDIO总线上同时接了WiFi模块和SD内存卡，该怎么初始化。

笔者建议大家最好不要将WiFi模块和SD卡同时接到STM32的SDIO接口上，因为这样会产生很多兼容性问题。如果必须要同时使用WiFi模块和SD内存卡，例如要用WiFi做一个HTTP服务器浏览保存在SD卡上的网页，或是要实现FTP协议读写SD卡，则最好WiFi模块单独使用SDIO接口，SD卡使用SPI接口。

SD内存卡的常规初始化顺序是：CMD0 -> CMD8 -> ACMD41 -> CMD2 -> CMD3 -> CMD7。

当SDIO总线上直接并联多张SD内存卡时，CMD8、ACMD41、CMD2、CMD3都会产生碰撞，导致CRC校验错误（SDIO_STA_CCRCFAIL置位），甚至主机端完全无法接收命令，导致超时（SDIO_STA_CTIMEOUT置位）。更严重的是，用于分配RCA地址的CMD3命令无法屏蔽，若第一张SD卡已经分配好了RCA地址（RCA1），现在要再次发送CMD3命令给第二张SD卡分配RCA地址，但第一张卡仍会响应CMD3，最终第一张卡的RCA地址被更换，RCA1失效。为了解决这个问题，需要改变硬件电路。命令引脚SDIO_CMD和SDIO_D0~SDIO_D3直接连接在一起，但每个卡槽的时钟引脚CLKn则需要通过一个与门（74HC08）连接在一起，并在各与门的输入端增加一个片选I/O口CSn，其逻辑式为CSn & SDIO_CK = CLKn，其中SDIO_CK为单片机上的PC12引脚。初始化时，仅使一个CSn片选引脚有效（高电平），其他的卡槽都为无效（低电平），封锁住相应的时钟，这样就避免了碰撞。当所有的SD内存卡的RCA地址都已分配好，且各不相同时，再打开所有的CSn时钟，使用CMD7命令选择要操作的卡。

【示例程序】STM32F407单片机SDIO接口上插入多张SD卡并进行通信：http://blog.csdn.net/zlk1214/article/details/76651382

STM32F407单片机开机时默认的时钟为16MHz，而SDIO外设的时钟为48MHz，所以必须打开PLL倍频器后才能使用SDIO外设，否则将无法发送命令，程序卡死在SDIO_STA_CMDACT上。

 // 开机时默认的时钟: SYSCLK=HCLK=16MHz, PCLK1=PCLK2=16MHz
 // SDIO的时钟是48MHz, 而系统时钟只有16MHz, 所以必须打开PLL倍频器
 RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
 while ((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0);

若SDIO总线上只有1张SD卡和1个WiFi模块，问题将变得简单很多。我们知道，SD I/O卡的初始化顺序是：

CMD5 -> CMD5 -> CMD3 -> CMD7

其中只有CMD3会和SD内存卡产生碰撞。因此我们只需要先将SD I/O卡初始化，然后禁用掉SD I/O卡的CMD3命令，再初始化SD内存卡，问题就解决了。

当一张卡被CMD7命令选中时，将不能用CMD3来更换被选中卡的RCA地址。因此我们可以用CMD7来禁用CMD3。这样我们就可以在WiFi和SD卡的时钟都打开的情况下，成功完成初始化操作。但一定要在CMD引脚上接与门，因为SD卡在进行数据传输时（如CMD17命令读取扇区内容），WiFi模块的存在会导致数据传输出错（SDIO_STA_DCRCFAIL置位），并且在WiFi模块下载固件时使用CMD7命令切换到SD卡读取数据也会导致异常（WIFI_CARDSTATUS寄存器的值由0x0d变为0x05，导致固件无法继续下载）。

由Part E1文档中的初始化流程图可知，用于初始化SD内存卡的CMD0和CMD8应放在用于初始化SD I/O卡的CMD5命令的前面。

由于WiFi模块中MP（Memory Present）=0，所以不应在WiFi模块的CMD3命令前发送ACMD41和CMD2，应该改在CMD3后面发送。

最终的初始化顺序为：

CMD0 -> CMD8 -> CMD5 -> CMD5 -> CMD3 -> CMD7 -> ACMD41 -> CMD2 -> CMD3

其中加粗的部分为WiFi模块的初始化命令。

【程序2】Marvell 88W8686 WiFi模块与SD内存卡同时插在SDIO总线上的初始化代码：http://blog.csdn.net/zlk1214/article/details/76768218

程序中定义了两个存放RCA地址的全局变量，第一个用于存放SD内存卡的RCA地址，第二个用于存放WiFi模块的RCA地址。若没有插入SD卡，则rca_sd=0。

 uint16_t rca_sd, rca_wifi;

程序不允许不插入WiFi模块，若没有插入WiFi模块，程序将卡死在Card_CheckCommand函数中不停地重发CMD5命令，初始化永远无法完成。

程序中新增了一个Card_Select函数，专门用于发送CMD7命令，选择要操作的卡。

 void Card_Select(uint16_t rca)
 {
     SDIO->ARG = rca << 16;
     SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 7;
     while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
     if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
         printf("Card 0x%04x selected! status=0x%08x\n", rca, SDIO->RESP1);
     }
     else if (SDIO->STA & SDIO_STA_CTIMEOUT)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CTIMEOUTC;
         printf("Card not selected! CMD7 timeout!\n");
     }
 }

若参数rca为0，则取消选中所有的卡，CMD7命令将不会产生回应，进入的分支是SDIO_STA_CTIMEOUT。

注意：当rca!=0时，CMD7命令也有可能超时，所以最好加上命令超时重发的代码。

SD卡和SD I/O卡设置总线宽度的命令是不一样的。前者用的是ACMD6命令，后者用的是CMD52命令。

 /* 发送CMD52, 设置WiFi模块的总线宽度 */
 Card_Write(0, 0x07, Card_Read(0, 0x07) | 0x02); // Bus Width: 4-bit bus

 /* 发送ACMD6, 设置SD内存卡的总线宽度 */
 if (rca_sd)
 {
     Card_Select(rca_sd); // 使用CMD7命令选中SD内存卡
     SDIO->ARG = rca_sd << 16; // 这回CMD55是发给SD内存卡的
     SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 55;
     while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
     SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
     SDIO->ARG = 2; // ACMD6的参数: 4-bit bus
     SDIO->CMD = SDIO_CMD_CPSMEN | SDIO_CMD_WAITRESP_0 | 6; // SET_BUS_WIDTH
     while (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDACT);
     if (SDIO->STA & SDIO_STA_CMDREND)
     {
         SDIO->ICR = SDIO_ICR_CMDRENDC;
         printf("Memory bus width is changed! status=0x%08x\n", SDIO->RESP1);
     }
 }

 SDIO->CLKCR |= SDIO_CLKCR_WIDBUS_0; // 将STM32上的SDIO外设设为4位数据宽度
 Card_Select(rca_wifi); // 选中WiFi模块