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1，SD卡基礎(chǔ)知識

SD卡（Secure Digital Memory Card）即：安全數(shù)字存儲卡，它是在MMC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，作為存儲器件廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。

1.1  SD卡有SDIO和SPI兩種傳輸方式，具體信號定義如下：

其中紅色選中的信號是必需的。

1.2   SD卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.3  SD中的兩個重要概念： Sector與Block

Sector:  A number of blocks, basic erase unit (SD擦除單位)

可以設(shè)置為N*block。

Block :   A number of bytes, basic data transfer unit (SD中最小的讀寫單位)。

block length 可以被 SET_BLOCKLEN (CMD16)設(shè)置 。

1.4 SD 常用命令

Class0 :(卡的識別、初始化等基本命令集)

CMD0:復(fù)位SD 卡.

CMD1:讀OCR寄存器.

CMD9:讀CSD寄存器.

CMD10:讀CID寄存器.

CMD12:停止讀多塊時的數(shù)據(jù)傳輸

CMD13:讀 Card_Status 寄存器

Class2 (讀卡命令集):

CMD16:設(shè)置塊的長度

CMD17:讀單塊.

CMD18:讀多塊,直至主機發(fā)送CMD12為止 . 

Class4(寫卡命令集) :

CMD24:寫單塊.

CMD25:寫多塊.

CMD27:寫CSD寄存器 .

Class5 (擦除卡命令集):

CMD32:設(shè)置擦除塊的起始地址.

CMD33:設(shè)置擦除塊的終止地址.

CMD38: 擦除所選擇的塊.

2，STM32讀取SD流程

STM32的SDIO接口提供 APB2 外設(shè)總線與多媒體卡 (MMC)、SD 卡、SDIO 卡以及 CE-ATA 設(shè)備之間的接口。

2.1 時鐘

三個時鐘信號：卡時鐘SDIO_CK（傳輸速率0-25MHZ）、SDIO適配器時鐘SDIOCLK（用于驅(qū)動適配器來產(chǎn)生卡時鐘，與所掛載的總線時鐘相同）、總線時鐘PCLK2(F1為HCLK2)

   SDIO_CK計算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/（2+CLKp）   CLKp為可配置的分頻系數(shù)，在初始化時不可以超過400khz ,初始化完成后可全速運行。

2.2 操作流程

A, 初始化相關(guān) GPIO 及 SDIO 外設(shè)；

B, 配置 SDIO 基本通信環(huán)境進入卡識別模式，通過幾個命令處理后得到卡類型；

C,  如果是可用卡就進入數(shù)據(jù)傳輸模式，接下來就可以進行讀、寫、擦除的操作。

2.3  SD 卡初始化

SD 卡初始化過程主要是卡識別和相關(guān) SD 卡狀態(tài)獲取。整個初始化函數(shù)流程如下：

具體執(zhí)行流程如下：

(1) 配置 NVIC，SD 卡通信用到 SDIO 中斷，如果用到 DMA 傳輸還需要配置 DMA 中 斷。注意中斷服務(wù)函數(shù)不是定義在 stm32f4xx_it.c 文件的，是直接定義在 bsp_sdio_sd.c 文件中，中斷服務(wù)函數(shù)定義在個文件問題都不大，只要定義正確就 可以的，編譯器會自動尋找。 

(2) 執(zhí)行 SD_LowLevel_Init 函數(shù)，其功能是對底層 SDIO 引腳進行初始化以及開啟相 關(guān)時鐘，該函數(shù)在之前已經(jīng)講解。

(3) SDIO_DeInit 函數(shù)用于解除初始化 SDIO 接口，它只是簡單調(diào)用 SD_LowLevel_DeInit 函數(shù)。而 SD_LowLevel_DeInit 函數(shù)是與 SD_LowLevel_Init 函數(shù)相反功能，關(guān)閉相關(guān)時鐘，關(guān)閉 SDIO 電源，讓 SDIO 接近上電復(fù)位狀態(tài)。 恢復(fù)復(fù)位狀態(tài)后再進行相關(guān)配置，可以防止部分沒有配置的參數(shù)采用非默認(rèn)值而 導(dǎo)致錯誤，這是 ST 官方驅(qū)動常用的一種初始化方式。 

(4) 調(diào)用 SD_PowerON 函數(shù)，它用于查詢卡的工作電壓和時鐘控制配置，并返回 SD_Error 類型錯誤。

2.4 SD卡讀操作

從 SD 卡讀取數(shù)據(jù)可分為單塊讀取和多塊讀取。這里介紹單塊讀操作流程。

SD_ReadBlock 函數(shù)執(zhí)行流程如下： 

(1) 將 SDIO 外設(shè)的數(shù)據(jù)控制寄存器 (SDIO_DCTRL)清理，復(fù)位之前的傳輸設(shè)置。 

(2) 調(diào)用 SDIO_ITConfig 函數(shù)使能相關(guān)中斷，包括數(shù)據(jù) CRC 失敗中斷、數(shù)據(jù)超時中斷、數(shù) 據(jù)結(jié)束中斷等等。然后調(diào)用 SD_LowLevel_DMA_RxConfig 函數(shù)，配置使能 SDIO 從 SD 卡的讀取數(shù)據(jù)的 DMA 請求。為使 SDIO 發(fā)送 DMA 請求，需要調(diào)用 SDIO_DMACmd 函數(shù)使能。對于高容量的 SD 卡要求塊大小必 須為 512 字節(jié)，程序員有責(zé)任保證目標(biāo)讀取地址與塊大小的字節(jié)對齊問題。 

(3) 對 SD 卡進行數(shù)據(jù)讀寫之前，都必須發(fā)送 CMD16 指定塊的大小，對于標(biāo)準(zhǔn)卡，讀取 BlockSize 長度字節(jié)的塊；對于 SDHC 卡，讀取 512 字節(jié)的塊。 

(4) 利用 SDIO_DataInitTypeDef 結(jié)構(gòu)體類型變量配置數(shù)據(jù)傳輸?shù)某瑫r、塊數(shù)量、數(shù)據(jù)塊大 小、數(shù)據(jù)傳輸方向等參數(shù)并使用 SDIO_DataConfig 函數(shù)完成數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境配置。 

(5) 最后控制器向 SD 卡發(fā)送單塊讀數(shù)據(jù)命令 CMD17，SD 卡在接收到命令后就會通過數(shù)據(jù)線把數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破鲾?shù)據(jù) FIFO 內(nèi)，并自動生成 DMA 傳輸請求。

（6）SD_WaitReadOperation 函數(shù)用于等待數(shù)據(jù)讀取操作完成，只有在確保數(shù)據(jù)讀取完成了，我們就可以放心使用數(shù)據(jù)。