SD卡底层驱动 SPI模式

SD卡底层驱动 SPI模式（转载）二 作者 骑蜗牛找浪漫 日期 2011-5-6 11:14:00

硬件平台：stm32
编译环境：MDK401
驱动方式：SPI总线

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2010-11-8 19:50

编写的函数如下：
1、 u8 SD_Init()                                                         SD卡初始化（复位和激活）
2、 u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)      向SD卡发送一个命令
3、 u32 SD_GetCapacity(void)                                     获取SD卡的容量
4、 u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)                                 获取SD卡的CID信息，包括制造商信息
5、 u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)                               获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
6、 u8 SD_ReadMultiBlock(u32 sector, u8 *buffer, u8 count)   读SD卡的多个block
7、 u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer)       读SD卡的一个block
8、 u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)    从SD卡中读回指定长度的数据，放置在给定位置
9、 u8 SD_WaitReady(void)                                          等待SD卡Ready
10、 u8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count)  写入SD卡的N个block
11、 u8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector, const u8 *data)  写入SD卡的一个block

SD卡命令   推荐SD卡命令共分为12类，分别为class0到class11，不同的SDd卡，主控根据其功能，支持不同的命令集 如下:
Class0 （卡的识别、初始化等基本命令集)
CMD0:复位SD 卡.
CMD1:读OCR寄存器.
CMD9:读CSD寄存器.
CMD10:读CID寄存器.
CMD12:停止读多块时的数据传输
CMD13:读 Card_Status 寄存器
Class2 (读卡命令集):
CMD16:设置块的长度
CMD17:读单块.
CMD18:读多块,直至主机发送CMD12为止 .
Class4(写卡命令集) :
CMD24:写单块.
CMD25:写多块.
CMD27:写CSD寄存器 .
Class5 (擦除卡命令集):
CMD32:设置擦除块的起始地址.
CMD33:设置擦除块的终止地址.
CMD38: 擦除所选择的块.
Class6(写保护命令集):
CMD28:设置写保护块的地址.
CMD29:擦除写保护块的地址.
CMD30: Ask the card for the status of the write protection bits
class7：卡的锁定，解锁功能命令集  
class8：申请特定命令集 。
class10 －11 ：保留
其中　class1,    class3,class9：SPI模式不支持
SD卡命令格式如下：

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2010-11-8 19:45

解释：6个字节，第一个字节最高两个BIT为01，2-5BYTE为参数，还有一个字节的CRC校验

SD卡SPI模式硬件连接：（典型连接）

下载 (30.29 KB)2010-11-8 19:50

 

 

 

 

SD卡两种模式，引角使用情况（ 注意：本帖所用SPI模式）

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2010-11-8 19:48

 

 

 

SPI时序如下：

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下载 (48.2 KB)

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SD卡时序如下：

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时序分析（这里我举一个例子）

SD卡读扇区时序
1、拉低CS，选中SD卡
2、发送命令17（从本帖的上面查）
3、命令发送完毕后不断的读取输出线，读到0xFE，表示命令成功
4、准备接收数据，0xFE是数据的开始，此后就可以接收512个字节了   （当然在初始化的时候有用命令16设置块的大小为512）
5、数据接收完毕，拉高CS线
6、 最后等8个时钟，你可以随便发一个BYTE就可以了（严格按照时序，大家别偷懒哦）

SD卡读扇区时序

1. u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)
   
2. {
   
3. u16 retry;
   
4. u8 r1;
   
5. SD_CS_Reset();  // 启动一次传输
   
6. //等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
   
7. retry = 0;
   
8. do
   
9. {
   
10. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
11. retry++;
    
12. if(retry>200) //200次等待后没有应答，退出报错
    
13. {
    
14. SD_CS_Set();
    
15. return 1;
    
16. }
    
17. }while(r1 != 0xFE);
    
18. //开始接收数据
    
19. while(len--)
    
20. {
    
21. *data = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
22. data++;
    
23. }
    
24. //下面是2个伪CRC（dummy CRC）
    
25. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
26. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
27. //按需释放总线，将CS置高
    
28. if(release == RELEASE)
    
29. {
    
30. //传输结束
    
31. SD_CS_Set();
    
32. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
33. }
    
34. return 0;
    
35. }

复制代码

SD_SendCommand

1. u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
   
2. {
   
3. unsigned char r1;
   
4. unsigned char Retry = 0;
   
5. // SPI_ReadWriteByte(0xff);
   
6. //片选端置低，选中SD卡
   
7. SD_CS_Reset();
   
8. //发送
   
9. SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40); //分别写入命令
   
10. SPI_ReadWriteByte(arg >> 24);
    
11. SPI_ReadWriteByte(arg >> 16);
    
12. SPI_ReadWriteByte(arg >> 8);
    
13. SPI_ReadWriteByte(arg);
    
14. SPI_ReadWriteByte(crc);
    
15. //等待响应，或超时退出
    
16. while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)
    
17. {
    
18. Retry++;
    
19. if(Retry > 200)
    
20. {
    
21. break;
    
22. }
    
23. }
    
24. //关闭片选
    
25. //在总线上额外增加8个时钟，让SD卡完成剩下的工作
    
26. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    
27. SD_CS_Set();
    
28. //返回状态值
    
29. return r1;
    
30. }

复制代码

SD卡初始化代码：
这里我不敢保证大家的卡都能初始化成功，我自己的是可以，我发送CMD0和CMD1就可以初始化啦
网上有更兼容的初始化代码，大家可以看看哦！
调试的时候大家看返回值就可以了，哪里没成功就修改哪里哦！

1. u8 SD_Init()
   
2. {
   
3. unsigned char time,temp,i;
   
4. SD_CS_Set(); //关闭片选
   
5. for(i=0;i<0x0A;i++) //初始时，首先要发送最少74个时钟信号，这是必须的！！！
   
6. {
   
7. SPI_ReadWriteByte(0xff); //120个时钟
   
8. }
   
9. SD_CS_Reset(); //打开片选
   
10. time=0;
    
11. do
    
12. {
    
13. temp=SD_SendCommand(CMD0, 0 ,0x95);//写入CMD0  复位SD卡
    
14. time++;
    
15. if(time==200)
    
16. {
    
17. SD_CS_Set(); //关闭片选
    
18. }
    
19. }while(temp!=0x01);
    
20. 
    
21. time=0;
    
22. do
    
23. {
    
24. temp=SD_SendCommand(CMD1, 0 , 0xff); //写入CMD1 激活SD卡
    
25. time++;
    
26. if(time==200)
    
27. {
    
28. SD_CS_Set(); //关闭片选
    
29. }
    
30. }while(temp!=0);
    
31. 
    
32. SPI_SetSpeed(1);
    
33. temp = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x01);
    
34. if(temp != 0x00)
    
35. {
    
36. return temp; //命令错误，返回r1
    
37. }
    
38. temp=SD_SendCommand(CMD16,512,0xff);
    
39. if(temp!=0x00)
    
40. {
    
41. return temp ;
    
42. //命令错误，返回r1
    
43. }
    
44. SD_CS_Set(); //关闭片选
    
45. SPI_ReadWriteByte(0xff); //按照SD卡的操作时序在这里补8个时钟
    
46. return 0;
    
47. }

复制代码

写入SD卡的N个block

1. u8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count)
   
2. {
   
3. u8 r1;
   
4. u16 i;
   
5. //设置为高速模式
   
6. SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH);
   
7. //如果不是SDHC，给定的是sector地址，将其转换成byte地址
   
8. if(SD_Type != SD_TYPE_V2HC)
   
9. {
   
10. sector = sector<<9;
    
11. }
    
12. //如果目标卡不是MMC卡，启用ACMD23指令使能预擦除
    
13. if(SD_Type != SD_TYPE_MMC)
    
14. {
    
15. r1 = SD_SendCommand(ACMD23, count, 0x00);
    
16. }
    
17. //发多块写入指令
    
18. r1 = SD_SendCommand(CMD25, sector, 0x00);
    
19. if(r1 != 0x00)
    
20. {
    
21. return r1; //应答不正确，直接返回
    
22. }
    
23. //开始准备数据传输
    
24. SD_CS_Reset();
    
25. //先放3个空数据，等待SD卡准备好
    
26. SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
27. SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
28. //--------下面是N个sector写入的循环部分
    
29. do
    
30. {
    
31. //放起始令牌0xFC 表明是多块写入
    
32. SPI_ReadWriteByte(0xFC);
    
33. //放一个sector的数据
    
34. for(i=0;i<512;i++)
    
35. {
    
36. SPI_ReadWriteByte(*data++);
    
37. }
    
38. //发2个Byte的dummy CRC
    
39. SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
40. SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
41. //等待SD卡应答
    
42. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
43. if((r1&0x1F)!=0x05)
    
44. {
    
45. SD_CS_Set(); //如果应答为报错，则带错误代码直接退出
    
46. return r1;
    
47. }
    
48. //等待SD卡写入完成
    
49. if(SD_WaitReady()==1)
    
50. {
    
51. SD_CS_Set(); //等待SD卡写入完成超时，直接退出报错
    
52. return 1;
    
53. }
    
54. //本sector数据传输完成
    
55. }while(--count);
    
56. //发结束传输令牌0xFD
    
57. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFD);
    
58. if(r1==0x00)
    
59. {
    
60. count = 0xfe;
    
61. }
    
62. if(SD_WaitReady())
    
63. {
    
64. while(1)
    
65. {
    
66. }
    
67. }
    
68. //写入完成，片选置1
    
69. SD_CS_Set();
    
70. SPI_ReadWriteByte(0xff);
    
71. return count; //返回count值，如果写完则count=0，否则count=1
    
72. }

复制代码