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分享程序:STM32通过SPI方式读写SD卡

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ID:250869 发表于 2023-12-7 17:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
分享一下通过SPI方式读写SD卡的驱动源码，只需要修改SPI读写函数以及片选口就可以投入使用，可自行搭配FATFS文件系统。
SD.c
  1. #include "SD.h"
  2. #include "Basic_cfg.h"

  4. u8 SD_Type = 0;
  5. /***************************/
  6. //SD读写函数，便于替换SPI接口
  7. /***************************/
  8. u8 SD_ReadWriteByte(u8 TxData)
  9. {
  10.     SPI3_ReadWriteByte(TxData);
  11. }

  13. /***************************/
  14. //忙检测,等待SD卡
  15. /***************************/
  16. u8 SD_WaitReady(void)
  17. {
  18.     u32 t=0;
  19.     u8 reg;
  20.     for(t=0; t<0xffff; t++)
  21.     {
  22.         reg=SD_ReadWriteByte(0XFF);//获取返回值
  23.         if(reg==0XFF)
  24.             break;
  25.     }
  26.     if(t<0xffffff)
  27.         return 0;
  28.     else
  29.         return 1;
  30. }
  31. /***************************/
  32. //取消卡选择
  33. /***************************/
  34. void SD_DisSelect(void)
  35. {
  36.     SD_CS=1;
  37.     SD_ReadWriteByte(0xff);//提供额外的8个时钟
  38. }
  39. /***************************/
  40. //卡选择,选择SD卡
  41. /***************************/
  42. u8 SD_Select(void)
  43. {
  44.     SD_CS=0;
  45.     if(SD_WaitReady()==0)    //等待成功
  46.         return 0;
  47.     SD_DisSelect();    //等待失败
  48.     return 1;
  49. }
  50. /***************************/
  51. //向SD卡发送一个命令
  52. //CMD:命令
  53. //arg:命令参数
  54. //crc:校验
  55. /***************************/
  56. u8 SD_SendCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
  57. {
  58.     u8 r1=0;
  59.     u8 Retry=0;
  60.     SD_DisSelect();    //取消上次片选

  62.     if(SD_Select())    //片选失效
  63.     {
  64.         return 0XFF;
  65.     }
  66.     //发送
  67.     //分别写入命令
  68.     SD_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
  69.     SD_ReadWriteByte(arg >> 24);
  70.     SD_ReadWriteByte(arg >> 16);
  71.     SD_ReadWriteByte(arg >> 8);
  72.     SD_ReadWriteByte(arg);
  73.     SD_ReadWriteByte(crc);
  74.     if(cmd==CMD12)SD_ReadWriteByte(0xff);
  75.     //等待响应，或超时退出
  76.     Retry=0X1F;
  77.     do
  78.     {
  79.         r1=SD_ReadWriteByte(0xFF);
  80.     }
  81.     while((r1&0X80) && Retry--);
  82.     //返回状态值
  83.     return r1;
  84. }
  85. /***************************/
  86. //等待SD卡回应
  87. //Response:要得到的回应值
  88. //返回值:0,成功得到了该回应值
  89. //        其他,得到回应值失败
  90. /***************************/
  91. u8 SD_GetResponse(u8 Response)
  92. {
  93.     //等待次数
  94.     u16 Count=0xFFFF;
  95.     //等待得到准确的回应
  96.     while ((SD_ReadWriteByte(0XFF)!=Response)&&Count)
  97.     {
  98.         Count--;
  99.     }
  100.     if (Count==0)
  101.     {
  102.         //得到回应失败
  103.         return MSD_RESPONSE_FAILURE;
  104.     }
  105.     else
  106.     {
  107.         //正确回应
  108.         return MSD_RESPONSE_NO_ERROR;
  109.     }
  110. }
  111. //初始化SD卡
  112. u8 SD_Init(void)
  113. {
  114.     u8 r1=0;          // 存放SD卡的返回值
  115.     u16 retry;    // 用来进行超时计数
  116.     u8 buf[4];
  117.     u16 i;


  120.     SPI3_Init();    //初始化SPI3

  122.     SPI3_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_256);    //配置为低速度模式
  123.     for(i=0; i<10; i++)    //发送至少74个脉冲
  124.     {
  125.         SD_ReadWriteByte(0xff);
  126.     }
  127.     retry=20;
  128.     do
  129.     {
  130.         //进入IDLE状态
  131.         r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);
  132.     }
  133.     while((r1!=0X01) && (retry--));
  134.     //默认无卡
  135.     SD_Type=0;
  136.     //识别卡类型
  137.     if(r1==0X01)
  138.     {
  139.         //SD V2.0
  140.         if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1)
  141.         {
  142.             //Get trailing return value of R7 resp
  143.             for(i=0; i<4; i++)
  144.                 buf[i]=SD_ReadWriteByte(0XFF);
  145.             //卡是否支持2.7~3.6V
  146.             if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA)
  147.             {
  148.                 retry=0XFFFE;
  149.                 do
  150.                 {
  151.                     //发送CMD55
  152.                     SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
  153.                     //发送CMD41
  154.                     r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);
  155.                 }
  156.                 while(r1&&retry--);
  157.                 //鉴别SD2.0卡版本开始
  158.                 if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0)
  159.                 {
  160.                     //得到OCR值
  161.                     for(i=0; i<4; i++)
  162.                         buf[i]=SD_ReadWriteByte(0XFF);
  163.                     //检查CCS
  164.                     if(buf[0]&0x40)
  165.                     {
  166.                         SD_Type=SD_TYPE_V2HC;
  167.                     }
  168.                     else
  169.                     {
  170.                         SD_Type=SD_TYPE_V2;
  171.                     }
  172.                 }
  173.             }
  174.         }
  175.     }
  176.     //SD V1.x/ MMC    V3
  177.     else
  178.     {
  179.         //发送CMD55
  180.         SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
  181.         //发送CMD41
  182.         r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);
  183.         if(r1<=1)
  184.         {
  185.             SD_Type=SD_TYPE_V1;
  186.             retry=0XFFFE;
  187.             //等待退出IDLE模式
  188.             do
  189.             {
  190.                 //发送CMD55
  191.                 SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);
  192.                 //发送CMD41
  193.                 r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);
  194.             } while(r1&&retry--);
  195.         }
  196.         //MMC卡不支持CMD55+CMD41识别
  197.         else
  198.         {
  199.             //MMC V3
  200.             SD_Type=SD_TYPE_MMC;
  201.             retry=0XFFFE;
  202.             //等待退出IDLE模式
  203.             do
  204.             {
  205.                 //发送CMD1
  206.                 r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);
  207.             } while(r1&&retry--);
  208.         }
  209.         //错误的卡
  210.         if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0)
  211.         {
  212.             SD_Type=SD_TYPE_ERR;
  213.         }
  214.     }
  215.     //取消片选
  216.     SD_DisSelect();
  217.     //配置为高速度模式
  218.     SPI3_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_4);
  219.     if(SD_Type)
  220.     {
  221.         return 0;
  222.     }
  223.     else if(r1)
  224.     {
  225.         return r1;
  226.     }
  227.     //其他错误
  228.     return 0xaa;
  229. }
  230. /***************************/
  231. //从sd卡读取一个数据包的内容
  232. //buf:数据缓存区
  233. //len:要读取的数据长度.
  234. //返回值:0,成功;其他,失败;   
  235. /***************************/
  236. u8 SD_RecvData(u8*buf,u16 len)
  237. {                    
  238.     //等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
  239.     if(SD_GetResponse(0xFE))
  240.     {
  241.         return 1;
  242.     }
  243.     //开始接收数据
  244.   while(len--)
  245.   {
  246.     *buf=SD_ReadWriteByte(0xFF);
  247.     buf++;
  248.   }
  249.   //下面是2个伪CRC（dummy CRC）
  250.   SD_ReadWriteByte(0xFF);
  251.   SD_ReadWriteByte(0xFF);        
  252.   //读取成功                                                      
  253.   return 0;
  254. }
  255. /***************************/
  256. //获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
  257. //输入:u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）        
  258. //返回值:0：NO_ERR
  259. //         1：错误   
  260. /***************************/
  261. u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)
  262. {
  263.   u8 r1;     
  264.     //发CMD9命令，读CSD
  265.   r1=SD_SendCmd(CMD9,0,0x01);
  266.   if(r1==0)
  267.     {
  268.         //接收16个字节的数据
  269.     r1=SD_RecvData(csd_data, 16);
  270.   }
  271.     //取消片选
  272.     SD_DisSelect();
  273.     if(r1)
  274.     {
  275.         return 1;
  276.     }
  277.     else
  278.     {
  279.         return 0;
  280.     }
  281. }  
  282. /***************************/
  283. //获取SD卡的总扇区数（扇区数）   
  284. //返回值:0： 取容量出错
  285. //       其他:SD卡的容量(扇区数/512字节)
  286. //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.
  287. /***************************/
  288. u32 SD_GetSectorCount(void)
  289. {
  290.     u8 csd[16];
  291.     u32 Capacity;  
  292.     u8 n;
  293.         u16 csize;                          
  294.         //取CSD信息，如果期间出错，返回0
  295.     if(SD_GetCSD(csd)!=0)
  296.         {
  297.             return 0;        
  298.         }
  299.     //如果为SDHC卡，按照下面方式计算
  300.         //V2.00的卡
  301.     if((csd[0]&0xC0)==0x40)     
  302.     {   
  303.             csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;
  304.             //得到扇区数   
  305.             Capacity = (u32)csize << 10;            
  306.     }
  307.         //V1.XX的卡
  308.         else
  309.     {   
  310.             n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;
  311.             csize = (csd[8] >> 6) + ((u16)csd[7] << 2) + ((u16)(csd[6] & 3) << 10) + 1;
  312.             //得到扇区数
  313.             Capacity= (u32)csize << (n - 9);  
  314.     }
  315.     return Capacity;
  316. }

  318. u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
  319. {
  320.     u8 r1;
  321.     //转换为字节地址
  322.     if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
  323.     {
  324.         sector <<= 9;
  325.     }
  326.     if(cnt==1)
  327.     {
  328.         //读命令
  329.         r1=SD_SendCmd(CMD17,sector,0X01);
  330.         //指令发送成功
  331.         if(r1==0)
  332.         {
  333.             //接收512个字节     
  334.             r1=SD_RecvData(buf,512);  
  335.         }
  336.     }
  337.     else
  338.     {
  339.         //连续读命令
  340.         r1=SD_SendCmd(CMD18,sector,0X01);
  341.         do
  342.         {
  343.             //接收512个字节     
  344.             r1=SD_RecvData(buf,512);
  345.             buf+=512;  
  346.         }
  347.         while(--cnt && r1==0);     
  348.         //发送停止命令
  349.         SD_SendCmd(CMD12,0,0X01);   
  350.     }   
  351.     //取消片选
  352.     SD_DisSelect();
  353.     return r1;
  354. }
  355. /***************************/
  356. //读取SD卡的指定扇区的内容，并通过串口1输出
  357. //sec：扇区物理地址编号
  358. /***************************/
  359. void SD_Read_Sectorx(u32 sec)
  360. {
  361.     //存储扇区数据
  362.     u8 buf[512];
  363.     u16 i;
  364.    
  365.     //读取0扇区的内容
  366.     if(SD_ReadDisk(buf,sec,1)==0)   
  367.     {   
  368.         printf("SECTOR 0 DATA:\r\n");
  369.         //打印sec扇区数据  
  370.         for(i=0;i<512;i++)
  371.             printf("%X ",buf[i]);         
  372.         printf("\r\nDATA ENDED\r\n");
  373.     }
  374. }
  375. /***************************/
  376. //获取SD卡的CID信息，包括制造商信息
  377. //输入: u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）      
  378. //返回值:0：NO_ERR
  379. //         1：错误   
  380. /***************************/
  381. u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)
  382. {
  383.   u8 r1;      
  384.   //发CMD10命令，读CID
  385.   r1=SD_SendCmd(CMD10,0,0x01);
  386.   if(r1==0x00)
  387.     {
  388.         //接收16个字节的数据     
  389.         r1=SD_RecvData(cid_data,16);
  390.   }
  391.     //取消片选
  392.     SD_DisSelect();
  393.     if(r1)
  394.         return 1;
  395.     else
  396.         return 0;
  397. }
  398. /***************************/
  399. //向sd卡写入一个数据包的内容 512字节
  400. //buf:数据缓存区
  401. //cmd:指令
  402. //返回值:0,成功;其他,失败;   
  403. /***************************/
  404. u8 SD_SendBlock(u8*buf,u8 cmd)
  405. {   
  406.     u16 t;               
  407.     //等待准备失效
  408.     if(SD_WaitReady())
  409.     {
  410.         return 1;
  411.     }
  412.     SD_ReadWriteByte(cmd);
  413.     //不是结束指令
  414.     if(cmd!=0XFD)
  415.     {
  416.         //提高速度,减少函数传参时间
  417.         for(t=0;t<512;t++)
  418.         {
  419.             SD_ReadWriteByte(buf[t]);
  420.         }
  421.         //忽略crc
  422.       SD_ReadWriteByte(0xFF);
  423.       SD_ReadWriteByte(0xFF);
  424.         //接收响应
  425.         t=SD_ReadWriteByte(0xFF);
  426.         if((t&0x1F)!=0x05)
  427.         {
  428.             //响应错误        
  429.             return 2;        
  430.         }            
  431.     }                                 
  432.     //写入成功                                                      
  433.   return 0;
  434. }
  435. /***************************/
  436. //写SD卡
  437. //buf:数据缓存区
  438. //sector:起始扇区
  439. //cnt:扇区数
  440. //返回值:0,ok;其他,失败.
  441. /***************************/
  442. u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
  443. {
  444.     u8 r1;
  445.     //转换为字节地址
  446.     if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
  447.     {
  448.         sector *= 512;
  449.     }
  450.     if(cnt==1)
  451.     {
  452.         //读命令
  453.         r1=SD_SendCmd(CMD24,sector,0X01);
  454.         //指令发送成功
  455.         if(r1==0)
  456.         {
  457.             //写512个字节      
  458.             r1=SD_SendBlock(buf,0xFE);
  459.         }
  460.     }
  461.     else
  462.     {
  463.         if(SD_Type!=SD_TYPE_MMC)
  464.         {
  465.             SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);   
  466.             //发送指令   
  467.             SD_SendCmd(CMD23,cnt,0X01);
  468.         }
  469.         //连续读命令
  470.          r1=SD_SendCmd(CMD25,sector,0X01);
  471.         if(r1==0)
  472.         {
  473.             do
  474.             {
  475.                 //接收512个字节     
  476.                 r1=SD_SendBlock(buf,0xFC);
  477.                 buf+=512;  
  478.             }
  479.             while(--cnt && r1==0);
  480.             //接收512个字节
  481.             r1=SD_SendBlock(0,0xFD);
  482.         }
  483.     }   
  484.     //取消片选
  485.     SD_DisSelect();
  486.     return r1;
  487. }   
复制代码

sd.h
  1. #ifndef __SD_H
  2. #define __SD_H  
  3. #include "sys.h"

  5. #define SD_CS PAout(15)

  7. // SD卡类型定义  
  8. #define SD_TYPE_ERR     0X00
  9. #define SD_TYPE_MMC     0X01
  10. #define SD_TYPE_V1      0X02
  11. #define SD_TYPE_V2      0X04
  12. #define SD_TYPE_V2HC    0X06

  14. // SD卡指令表            
  15. #define CMD0    0       //卡复位
  16. #define CMD1    1
  17. #define CMD8    8       //命令8 ，SEND_IF_COND
  18. #define CMD9    9       //命令9 ，读CSD数据
  19. #define CMD10   10      //命令10，读CID数据
  20. #define CMD12   12      //命令12，停止数据传输
  21. #define CMD16   16      //命令16，设置SectorSize 应返回0x00
  22. #define CMD17   17      //命令17，读sector
  23. #define CMD18   18      //命令18，读Multi sector
  24. #define CMD23   23      //命令23，设置多sector写入前预先擦除N个block
  25. #define CMD24   24      //命令24，写sector
  26. #define CMD25   25      //命令25，写Multi sector
  27. #define CMD41   41      //命令41，应返回0x00
  28. #define CMD55   55      //命令55，应返回0x01
  29. #define CMD58   58      //命令58，读OCR信息
  30. #define CMD59   59      //命令59，使能/禁止CRC，应返回0x00

  32. //数据写入回应字意义
  33. #define MSD_DATA_OK                0x05
  34. #define MSD_DATA_CRC_ERROR         0x0B
  35. #define MSD_DATA_WRITE_ERROR       0x0D
  36. #define MSD_DATA_OTHER_ERROR       0xFF

  38. //SD卡回应标记字
  39. #define MSD_RESPONSE_NO_ERROR      0x00
  40. #define MSD_IN_IDLE_STATE          0x01
  41. #define MSD_ERASE_RESET            0x02
  42. #define MSD_ILLEGAL_COMMAND        0x04
  43. #define MSD_COM_CRC_ERROR          0x08
  44. #define MSD_ERASE_SEQUENCE_ERROR   0x10
  45. #define MSD_ADDRESS_ERROR          0x20
  46. #define MSD_PARAMETER_ERROR        0x40
  47. #define MSD_RESPONSE_FAILURE       0xFF

  49. void SD_Read_Sectorx(u32 sec);
  50. u8 SD_Init(void);
  51. u8 SD_WaitReady(void);
  52. u8 SD_GetResponse(u8 Response);
  53. u32 SD_GetSectorCount(void);
  54. u8 SD_GetCID(u8 *cid_data);
  55. u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data);
  56. u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
  57. u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);

  59. #endif

复制代码


原理图: 无
仿真: 无



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