STM32F407——SD卡笔记

1.SDIO简介
控制器对 SD 卡进行读写通信操作一般有两种通信接口可选，一种是 SPI 接口，另外一种就是 SDIO 接口。SDIO 全称是安全数字输入/输出接口。一般SDIO接口的设备整体如下：
2.SDIO总线介绍
SDIO总线其中包括 3 根电源线、 1 根时钟线、 1 根命令线和 4 根数据线
SDIO 的通信时序简单许多， SDIO 不管是从主机控制器向 SD 卡传输，还是 SD 卡向主机控制器传输都只以 CLK 时钟线的上升沿为有效。
SD 卡操作过程会使用两种不同频率的时钟同步数据，一个是识别卡阶段时钟频率 FOD，最高为 400kHz，另外一个是数据传输模式下时钟频率FPP，默认最高为 25MHz，如果通过相关寄存器配置使 SDIO 工作在高速模式，此时数据传输模式最高频率为 50MHz。
3.总线协议
SD 总线通信是基于命令和数据传输的。通讯由一个起始位(“0” )，由一个停止位(“1” )终止。 SD 通信一般是主机发送一个命令(Command)，从设备在接收到命令后作出响应(Response)，如有需要会有数据(Data)传输参与。
SD 数据是以块(Black)形式传输的， SDHC 卡数据块长度一般为 512 字节，数据可以从主机到卡，也可以是从卡到主机。
4.命令及响应
SDIO的通信主要是通过命令和响应完成传输操作，在后面附图。
5.SD卡操作模式
主要内容就是卡识别模式和数据传输模式，在SDIO初始化是通过命令和响应来从空闲状态到准备状态再到识别状态最后到待机状态等待传输信息。而数据传输也是根据命令和响应进行读写擦除等操作来完成。后面的编程内容也是基于这些状态所需的命令来编写程序的。
（1）卡识别模式
（2）数据传输模式

SD卡这一篇的库函数较多，一般根据stm32F4xx官方库提供的例程进行移植调用。需要对官方库的函数进行理解，然后可以进行编写一个test.c进行测试SD卡的初始化擦除读写等等…

主要函数：
1.初始化函数

SD_Error SD_Init(void)
{
  __IO SD_Error errorstatus = SD_OK;
  //设置中断源，中断优先级等
  NVIC_Configuration();
  /* 设置GPIO底层引脚*/
  SD_LowLevel_Init();
  //复位外设
  SDIO_DeInit();
  
   /*
   *SD_PowerON函数进行SDIO结构体,命令、数据结构体初始化，到空闲状态
   	发送CMD8确认获取时2.0/1.0版本
   	发送ACMD41，确认是SDHC还是SDSC卡，确认工作电压范围
   	
   */
  errorstatus = SD_PowerON();

  if (errorstatus != SD_OK)
  {
    /*!< CMD Response TimeOut (wait for CMDSENT flag) */
    return(errorstatus);
  }
  //初始化SD卡
  //通过发送命令获取识别卡的CSD,CID,RCA的值
  errorstatus = SD_InitializeCards();

  if (errorstatus != SD_OK)
  {
    return(errorstatus);
  }
  //提高外设工作速度为48/2MHz，之前在Init函数配置启动频率为400KHz
  SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_TRANSFER_CLK_DIV;
  SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
  SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
  SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
  SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;
  SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
  SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);

  /*处理CSD等寄存器的内容，存储到SDCardInfo结构体里*/
  errorstatus = SD_GetCardInfo(&SDCardInfo);
  
  if (errorstatus == SD_OK)
  {
    /*选中这张卡*/
    errorstatus = SD_SelectDeselect((uint32_t) (SDCardInfo.RCA << 16));
  }

  if (errorstatus == SD_OK)
  {
    //设置卡为4位宽 
    errorstatus = SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b);
  }  

  return(errorstatus);
}

以下主要总结擦除、读写函数
2.擦除函数
（1）初始化DMA，所有数据将通过DMA传输；
（2）根据指令cmd16,17,18进行擦除操作；
（3）等待擦除完成，用到两个等待函数SD_WaitXXXXOperation以及SD_GetStatus
（4）读取SD卡数据进行比较检验是否擦除成功
3.读取函数
（1）初始化DMA，存储器到外设；
（2）根据指令32，33，38进行读取操作；
（3）等待读取完成，用到两个等待函数
SD_WaitXXXXOperation以及SD_GetStatus
（4）若为多块读取时，结束时需要cmd12强制退出
4.写入函数
（1）初始化DMA，外设到存储器；
（2）根据指令24，25，27进行读取操作；
（3）等待读取完成，用到两个等待函数
SD_WaitXXXXOperation以及SD_GetStatus
（4）若为多块写入时，结束时需要cmd12强制退出

附图：SDIO的命令与响应