STM32——SPI驱动SD卡
文末有工程链接（FATFS文件系统也移植了）
VCC:5V
GND:GND
MISO:PA6
MOSI:PA7
SCK:PA5
CS:PA4
/*外设驱动*/
/*.c*/
/*以下是SPI1口初始化模块的初始化代码，访问SD Card这里针是对SPI1的初始化*/
void SPI1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );//PORTA与SPI1时钟使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
SD_CS=1;
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);
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(SPI1, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设
SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
}
//SPI 速度设置函数
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2 2分频
//SPI_BaudRatePrescaler_8 8分频
//SPI_BaudRatePrescaler_16 16分频
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频
void SPI1_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));
SPI1->CR1&=0XFFC7;
SPI1->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //设置SPI1速度
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
}
//SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
u8 retry=0;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
{
retry++;
if(retry>200)return 0;
}
SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
retry=0;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
{
retry++;
if(retry>200)return 0;
}
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据
}
/*.h*/
#define SD_CS PAout(4)
void SPI1_Init(void); //初始化SPI口
void SPI1_SetSpeed(u8 SpeedSet); //设置SPI速度
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData);//SPI总线读写一个字节
/*SD卡驱动*/
/*.c*/
//SD卡的类型
u8 SD_Type=0;
//等待卡准备好
//返回值:0,准备好了;其他,错误代码
u8 SD_WaitReady(void)
{
u32 t=0;
u8 reg;
for(t=0;t<0xffff;t++)
{
reg=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//获取返回值
if(reg==0XFF)
break;
}
if(t<0xffffff)
return 0;
else
return 1;
}
//取消选择,释放SPI总线
void SD_DisSelect(void)
{
SD_CS=1;
SPI1_ReadWriteByte(0xff);//提供额外的8个时钟
}
//选择sd卡,并且等待卡准备OK
//返回值:0,成功;1,失败;
u8 SD_Select(void)
{
SD_CS=0;
if(SD_WaitReady()==0) //等待成功
return 0;
SD_DisSelect(); //等待失败
return 1;
}
//向SD卡发送一个命令
//输入: u8 cmd 命令
// u32 arg 命令参数
// u8 crc crc校验值
//返回值:SD卡返回的响应
u8 SD_SendCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
u8 r1=0;
u8 Retry=0;
SD_DisSelect(); //取消上次片选
if(SD_Select()) //片选失效
{
return 0XFF;
}
//发送
//分别写入命令
SPI1_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
SPI1_ReadWriteByte(arg >> 24);
SPI1_ReadWriteByte(arg >> 16);
SPI1_ReadWriteByte(arg >> 8);
SPI1_ReadWriteByte(arg);
SPI1_ReadWriteByte(crc);
if(cmd==CMD12)SPI1_ReadWriteByte(0xff);
//等待响应，或超时退出
Retry=0X1F;
do
{
r1=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
}
while((r1&0X80) && Retry--);
//返回状态值
return r1;
}
//初始化SD卡
u8 SD_Init(void)
{
u8 r1=0; // 存放SD卡的返回值
u16 retry; // 用来进行超时计数
u8 buf[4];
u16 i;
SPI1_Init(); //初始化SPI1
SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_256); //配置为低速度模式
for(i=0;i<10;i++) //发送至少74个脉冲
{
SPI1_ReadWriteByte(0xff);
}
retry=20;
do
{
//进入IDLE状态
r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);
}
while((r1!=0X01) && (retry--));
//默认无卡
SD_Type=0;
//识别卡类型
if(r1==0X01)
{
//SD V2.0
if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1)
{
//Get trailing return value of R7 resp
for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);
//卡是否支持2.7~3.6V
if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA)
{
retry=0XFFFE;
do
{
//发送CMD55
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
//发送CMD41
r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);
}
while(r1&&retry--);
//鉴别SD2.0卡版本开始
if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0)
{
//得到OCR值
for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);
//检查CCS
if(buf[0]&0x40)
{
SD_Type=SD_TYPE_V2HC;
}
else
{
SD_Type=SD_TYPE_V2;
}
}
}
}
}
//SD V1.x/ MMC V3
else
{
//发送CMD55
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
//发送CMD41
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);
if(r1<=1)
{
SD_Type=SD_TYPE_V1;
retry=0XFFFE;
//等待退出IDLE模式
do
{
//发送CMD55
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
//发送CMD41
r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);
}while(r1&&retry--);
}
//MMC卡不支持CMD55+CMD41识别
else
{
//MMC V3
SD_Type=SD_TYPE_MMC;
retry=0XFFFE;
//等待退出IDLE模式
do
{
//发送CMD1
r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);
}while(r1&&retry--);
}
//错误的卡
if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0)
{
SD_Type=SD_TYPE_ERR;
}
}
//取消片选
SD_DisSelect();
//配置为高速度模式
SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_4);
if(SD_Type)
{
return 0;
}
else if(r1)
{
return r1;
}
//其他错误
return 0xaa;
}
//等待SD卡回应
//Response:要得到的回应值
//返回值:0,成功得到了该回应值
// 其他,得到回应值失败
u8 SD_GetResponse(u8 Response)
{
//等待次数
u16 Count=0xFFFF;
//等待得到准确的回应
while ((SPI1_ReadWriteByte(0XFF)!=Response)&&Count)
{
Count--;
}
if (Count==0)
{
//得到回应失败
return MSD_RESPONSE_FAILURE;
}
else
{
//正确回应
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:要读取的数据长度.
//返回值:0,成功;其他,失败;
u8 SD_RecvData(u8*buf,u16 len)
{
//等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
if(SD_GetResponse(0xFE))
{
return 1;
}
//开始接收数据
while(len--)
{
*buf=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
buf++;
}
//下面是2个伪CRC（dummy CRC）
SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
//读取成功
return 0;
}
//获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
//输入:u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
//返回值:0：NO_ERR
// 1：错误
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)
{
u8 r1;
//发CMD9命令，读CSD
r1=SD_SendCmd(CMD9,0,0x01);
if(r1==0)
{
//接收16个字节的数据
r1=SD_RecvData(csd_data, 16);
}
//取消片选
SD_DisSelect();
if(r1)
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
//获取SD卡的总扇区数（扇区数）
//返回值:0： 取容量出错
// 其他:SD卡的容量(扇区数/512字节)
//每扇区的字节数必为512，因为如果不是512，则初始化不能通过.
u32 SD_GetSectorCount(void)
{
u8 csd[16];
u32 Capacity;
u8 n;
u16 csize;
//取CSD信息，如果期间出错，返回0
if(SD_GetCSD(csd)!=0)
{
return 0;
}
//如果为SDHC卡，按照下面方式计算
//V2.00的卡
if((csd[0]&0xC0)==0x40)
{
csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;
//得到扇区数
Capacity = (u32)csize << 10;
}
//V1.XX的卡
else
{
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;
//得到扇区数
Capacity= (u32)csize << (n - 9);
}
return Capacity;
}
u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
//转换为字节地址
if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
{
sector <<= 9;
}
if(cnt==1)
{
//读命令
r1=SD_SendCmd(CMD17,sector,0X01);
//指令发送成功
if(r1==0)
{
//接收512个字节
r1=SD_RecvData(buf,512);
}
}
else
{
//连续读命令
r1=SD_SendCmd(CMD18,sector,0X01);
do
{
//接收512个字节
r1=SD_RecvData(buf,512);
buf+=512;
}
while(--cnt && r1==0);
//发送停止命令
SD_SendCmd(CMD12,0,0X01);
}
//取消片选
SD_DisSelect();
return r1;
}
//读取SD卡的指定扇区的内容，并通过串口1输出
//sec：扇区物理地址编号
void SD_Read_Sectorx(u32 sec)
{
//存储扇区数据
u8 buf[512];
u16 i;
//读取0扇区的内容
if(SD_ReadDisk(buf,sec,1)==0)
{
LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"USART1 Sending Data...");
printf("SECTOR 0 DATA:\r\n");
//打印sec扇区数据
for(i=0;i<512;i++)printf("%x ",buf[i]);
printf("\r\nDATA ENDED\r\n");
LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"USART1 Send Data Over!");
}
}
//获取SD卡的CID信息，包括制造商信息
//输入: u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
//返回值:0：NO_ERR
// 1：错误
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)
{
u8 r1;
//发CMD10命令，读CID
r1=SD_SendCmd(CMD10,0,0x01);
if(r1==0x00)
{
//接收16个字节的数据
r1=SD_RecvData(cid_data,16);
}
//取消片选
SD_DisSelect();
if(r1)
return 1;
else
return 0;
}
//向sd卡写入一个数据包的内容 512字节
//buf:数据缓存区
//cmd:指令
//返回值:0,成功;其他,失败;
u8 SD_SendBlock(u8*buf,u8 cmd)
{
u16 t;
//等待准备失效
if(SD_WaitReady())
{
return 1;
}
SPI1_ReadWriteByte(cmd);
//不是结束指令
if(cmd!=0XFD)
{
//提高速度,减少函数传参时间
for(t=0;t<512;t++)
{
SPI1_ReadWriteByte(buf[t]);
}
//忽略crc
SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
//接收响应
t=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);
if((t&0x1F)!=0x05)
{
//响应错误
return 2;
}
}
//写入成功
return 0;
}
//写SD卡
//buf:数据缓存区
//sector:起始扇区
//cnt:扇区数
//返回值:0,ok;其他,失败.
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 r1;
//转换为字节地址
if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
{
sector *= 512;
}
if(cnt==1)
{
//读命令
r1=SD_SendCmd(CMD24,sector,0X01);
//指令发送成功
if(r1==0)
{
//写512个字节
r1=SD_SendBlock(buf,0xFE);
}
}
else
{
if(SD_Type!=SD_TYPE_MMC)
{
SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
//发送指令
SD_SendCmd(CMD23,cnt,0X01);
}
//连续读命令
r1=SD_SendCmd(CMD25,sector,0X01);
if(r1==0)
{
do
{
//接收512个字节
r1=SD_SendBlock(buf,0xFC);
buf+=512;
}
while(--cnt && r1==0);
//接收512个字节
r1=SD_SendBlock(0,0xFD);
}
}
//取消片选
SD_DisSelect();
return r1;
}
/*.h*/
// 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 应返回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，应返回0x00
#define CMD55 55 //命令55，应返回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卡回应标记字
#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
void SD_Read_Sectorx(u32 sec);
u8 SD_Init(void);
u8 SD_WaitReady(void);
u8 SD_GetResponse(u8 Response);
u32 SD_GetSectorCount(void);
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data);
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data);
u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
Projrct源码