📄 sd_driver.c
字号:
/*这份代码经源码格式软件格式化过
yang_hx@neusoft.com */
/*******************************************************************************
* 本文件为SPI操作SD卡的底层驱动文件
* 包括SPI模块及相关IO的初始化，SPI读写SD卡（写指令，读数据等）
*******************************************************************************/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"
#include "SD_driver.h"
#include "delay.h"
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
u8 SD_Type=0;
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD卡
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_Configuration
* Description : SPI模块初始化，【包括相关IO口的初始化】
* Input : None
* Output : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void SPI_Configuration(void)
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//启动SPI时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
//////下面是SPI相关GPIO初始化//////
//SPI1模块对应的SCK、MISO、MOSI为AF引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PB6 pin: SD_CS
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//////SPI模块配置//////
//一开始SD初始化阶段，SPI时钟频率必须<400K
SD_CS_DISABLE();
/* SPI1 configuration */
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
/* Enable SPI1 */
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_SetSpeed
* Description : SPI设置速度为高速
* Input : u8 SpeedSet
* 如果速度设置输入0，则低速模式，非0则高速模式
* SPI_SPEED_HIGH 1
* SPI_SPEED_LOW 0
* Output : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void SPI_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure ;
SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex ;
SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master ;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b ;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_High ;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_2Edge ;
SPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft ;
//如果速度设置输入0，则低速模式，非0则高速模式
if(SpeedSet==SPI_SPEED_LOW)
{
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_256;
}
else
{
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_4;
}
//moon.mp3: 4707774 Byte size 目标文件 设为buffer[512]
//speed:实验测试数据，最大速度 392314 Byte/S，
//Prescaler_128, 59592 Byte/S
//Prescaler_64, 104617 Byte/S
//Prescaler_32, 168134 Byte/S 162337 Byte/S
//Prescaler_16, 261543 Byte/S 247777 Byte/S
//Prescaler_8, 313851 Byte/S 336269 Byte/S
//Prescaler_4, 392314 Byte/S 392314 Byte/S
//Prescaler_2, 392314 Byte/S
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB ;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial=7 ;
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_ReadWriteByte
* Description : SPI读写一个字节（发送完成后返回本次通讯读取的数据）
* Input : u8 TxData 待发送的数
* Output : None
* Return : u8 RxData 收到的数
*******************************************************************************/
u8 SPI_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
/* Loop while DR register in not emplty */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
/* Send byte through the SPI1 peripheral */
SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData);
delay_us(10);
/* Wait to receive a byte */
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
/* Return the byte read from the SPI bus */
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SD_WaitReady
* Description : 等待SD卡Ready
* Input : None
* Output : None
* Return : u8
* 0： 成功
* other：失败
*******************************************************************************/
u8 SD_WaitReady(void)
{
u8 r1;
u16 retry;
retry = 0;
do
{
r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
if(retry==0xfffe)
{
return 1;
}
}while(r1!=0xFF);
return 0;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SD_SendCommand
* Description : 向SD卡发送一个命令
* Input : u8 cmd 命令
* u32 arg 命令参数
* u8 crc crc校验值
* Output : None
* Return : u8 r1 SD卡返回的响应
*******************************************************************************/
u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
unsigned char r1;
unsigned char Retry = 0;
//????????
SPI_ReadWriteByte(0xff);
//片选端置低，选中SD卡
SD_CS_ENABLE();
//发送
SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40); //分别写入命令
SPI_ReadWriteByte(arg >> 24);
SPI_ReadWriteByte(arg >> 16);
SPI_ReadWriteByte(arg >> 8);
SPI_ReadWriteByte(arg);
SPI_ReadWriteByte(crc);
//等待响应，或超时退出
while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)
{
Retry++;
if(Retry > 200)
{
break;
}
}
//关闭片选
SD_CS_DISABLE();
//在总线上额外增加8个时钟，让SD卡完成剩下的工作
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//返回状态值
return r1;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SD_SendCommand_NoDeassert
* Description : 向SD卡发送一个命令(结束是不失能片选，还有后续数据传来）
* Input : u8 cmd 命令
* u32 arg 命令参数
* u8 crc crc校验值
* Output : None
* Return : u8 r1 SD卡返回的响应
*******************************************************************************/
u8 SD_SendCommand_NoDeassert(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
unsigned char r1;
unsigned char Retry = 0;
//????????
SPI_ReadWriteByte(0xff);
//片选端置低，选中SD卡
SD_CS_ENABLE();
//发送
SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40); //分别写入命令
SPI_ReadWriteByte(arg >> 24);
SPI_ReadWriteByte(arg >> 16);
SPI_ReadWriteByte(arg >> 8);
SPI_ReadWriteByte(arg);
SPI_ReadWriteByte(crc);
//等待响应，或超时退出
while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)
{
Retry++;
if(Retry > 200)
{
break;
}
}
//返回响应值
return r1;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : SD_Init
* Description : 初始化SD卡
* Input : None
* Output : None
* Return : u8
* 0：NO_ERR
* 1：TIME_OUT
* 99：NO_CARD
*******************************************************************************/
u8 SD_Init(void)
{
u16 i; // 用来循环计数
u8 r1; // 存放SD卡的返回值
u16 retry; // 用来进行超时计数
u8 buff[6];
//如果没有检测到卡插入，直接退出，返回错误标志
// if(!SD_DET())
// {
// //return 99;
// return STA_NODISK; // FatFS错误标志：没有插入磁盘
// }
//SD卡上电
// SD_PWR_ON();
// 纯延时，等待SD卡上电完成
/*******************************************************
//这个地方要加一句,设置SPI速度为低速。
//为什么有的卡可以呢？因为SPI初始化时是低速的，SD卡初始化
//完成后设置为高速，有的卡只要初始化一次就行，程序就ok；
//但有的卡需要多次复位，呵呵，这个地方差这一句，
//这种卡就用不成咯！
*******************************************************/
SPI_SetSpeed(0); //设置SPI速度为低速
//先产生>74个脉冲，让SD卡自己初始化完成
for(i=0;i<10;i++)
{
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
}
//-----------------SD卡复位到idle开始-----------------
//循环连续发送CMD0，直到SD卡返回0x01,进入IDLE状态
//超时则直接退出
retry = 0;
do
{
//发送CMD0，让SD卡进入IDLE状态
r1 = SD_SendCommand(CMD0, 0, 0x95);
retry++;
}while((r1 != 0x01) && (retry<200));
//跳出循环后，检查原因：初始化成功？or 重试超时？
if(retry==200)
{
return 1; //超时返回1
}
//-----------------SD卡复位到idle结束-----------------
//获取卡片的SD版本信息
r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(8, 0x1aa, 0x87);
//如果卡片版本信息是v1.0版本的，即r1=0x05，则进行以下初始化
if(r1 == 0x05)
{
//设置卡类型为SDV1.0，如果后面检测到为MMC卡，再修改为MMC
SD_Type = SD_TYPE_V1;
//如果是V1.0卡，CMD8指令后没有后续数据
//片选置高，结束本次命令
SD_CS_DISABLE();
//多发8个CLK，让SD结束后续操作
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//-----------------SD卡、MMC卡初始化开始-----------------
//发卡初始化指令CMD55+ACMD41
// 如果有应答，说明是SD卡，且初始化完成
// 没有回应，说明是MMC卡，额外进行相应初始化
retry = 0;
do
{
//先发CMD55，应返回0x01；否则出错
r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
if(r1 != 0x01)
{
return r1;
}
//得到正确响应后，发ACMD41，应得到返回值0x00，否则重试200次
r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0, 0);
retry++;
}while((r1!=0x00) && (retry<400));
// 判断是超时还是得到正确回应
// 若有回应：是SD卡；没有回应：是MMC卡
//----------MMC卡额外初始化操作开始------------
if(retry==400)
{
retry = 0;
//发送MMC卡初始化命令（没有测试）
do
{
r1 = SD_SendCommand(1, 0, 0);
retry++;
}while((r1!=0x00)&& (retry<400));
if(retry==400)
{
return 1; //MMC卡初始化超时
}
//写入卡类型
SD_Type = SD_TYPE_MMC;
}
//----------MMC卡额外初始化操作结束------------
//设置SPI为高速模式
SPI_SetSpeed(1);
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//禁止CRC校验
/*
r1 = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x01);
if(r1 != 0x00)
{
return r1; //命令错误，返回r1
}
*/
//设置Sector Size
r1 = SD_SendCommand(CMD16, 512, 0xff);
if(r1 != 0x00)
{
return r1; //命令错误，返回r1
}
//-----------------SD卡、MMC卡初始化结束-----------------
}//SD卡为V1.0版本的初始化结束
//下面是V2.0卡的初始化
//其中需要读取OCR数据，判断是SD2.0还是SD2.0HC卡
else if(r1 == 0x01)
{
//V2.0的卡，CMD8命令后会传回4字节的数据，要跳过再结束本命令
buff[0] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00
buff[1] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00
buff[2] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x01
buff[3] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0xAA
SD_CS_DISABLE();
//the next 8 clocks
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//判断该卡是否支持2.7V-3.6V的电压范围
if(buff[2]==0x01 && buff[3]==0xAA)
{
//支持电压范围，可以操作
retry = 0;
//发卡初始化指令CMD55+ACMD41
do
{
r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
if(r1!=0x01)
{
return r1;
}
r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0x40000000, 0);
if(retry>200)
{
return r1; //超时则返回r1状态
}
}while(r1!=0);
//初始化指令发送完成，接下来获取OCR信息
//-----------鉴别SD2.0卡版本开始-----------
r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58, 0, 0);
if(r1!=0x00)
{
return r1; //如果命令没有返回正确应答，直接退出，返回应答
}
//读OCR指令发出后，紧接着是4字节的OCR信息
buff[0] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[1] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[2] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[3] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//OCR接收完成，片选置高
SD_CS_DISABLE();
SPI_ReadWriteByte(0xFF);
//检查接收到的OCR中的bit30位（CCS），确定其为SD2.0还是SDHC
//如果CCS=1：SDHC CCS=0：SD2.0
if(buff[0]&0x40) //检查CCS
{
SD_Type = SD_TYPE_V2HC;
}
else
{
SD_Type = SD_TYPE_V2;
}
//-----------鉴别SD2.0卡版本结束-----------
//设置SPI为高速模式
SPI_SetSpeed(1);
}
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