mmc_sd.c

基于stm32的MP3播放器

/******************************************************************************* 
*  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）
*******************************************************************************/   
#include "mmc_sd.h"	   							   
u8  SD_Type=0;//SD卡的类型	 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 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  : SPI2_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 SPI2_Configuration(void)
{	 
	RCC->APB2ENR|=1<<3;       //PORTB时钟使能  
	RCC->APB1ENR|=1<<14;      //SPI2时钟使能	 
	
	//存储器映射,不用理    
	#ifdef  VECT_TAB_RAM  									   
	  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); 
	#else   							 
	  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
	#endif  
			    
	GPIOB->CRH&=0X0000FFFF;//PB13.14.15复用输出
	GPIOB->CRH|=0XBBB30000;//PB12推挽输出 	 
	GPIOB->ODR|=0XF000;    //PB12.13.14.15上拉  
	
	SPI2->CR1|=0<<10;//全双工模式	
	SPI2->CR1|=1<<9; //软件nss管理
	SPI2->CR1|=1<<8;  

	SPI2->CR1|=1<<2; //SPI主机
	SPI2->CR1|=0<<11;//8bit数据格式	
	SPI2->CR1|=1<<1; //空闲模式下SCK为1 CPOL=1
	SPI2->CR1|=1<<0; //数据采样从第二个时间边沿开始,CPHA=1  
	SPI2->CR1|=6<<3; //Fsck=Fcpu/256
	SPI2->CR1|=0<<7; //MSBfirst 
	
	SPI2->CR1|=1<<6; //SPI设备使能		 
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : SPI2_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 SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
	SPI2->CR1&=0XFFC7;//Fsck=Fcpu/256
	if(SpeedSet==SPI_SPEED_HIGH)//高速
	{
		SPI2->CR1|=0<<3;//Fsck=Fpclk/2=18Mhz	
	}else//低速
	{
		SPI2->CR1|=6<<3; //Fsck=Fpclk/256=281.25Khz
	}
	SPI2->CR1|=1<<6; //SPI设备使能	  
}
	 
/*******************************************************************************
* Function Name  : SPI2_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 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
	while((SPI2->SR&1<<1)==0);//等待发送区空				  
	SPI2->DR=TxData;	 	  //发送一个byte   
	while((SPI2->SR&1<<0)==0);//等待接收完一个byte  
	return SPI2->DR;          //返回收到的数据				    
}

/*******************************************************************************
* 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 = SPI2_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;

    //????????
    SPI2_ReadWriteByte(0xff);
    //片选端置低，选中SD卡
    SD_CS_ENABLE();

    //发送
    SPI2_ReadWriteByte(cmd | 0x40);                         //分别写入命令
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 24);
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 16);
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 8);
    SPI2_ReadWriteByte(arg);
    SPI2_ReadWriteByte(crc);
    
    //等待响应，或超时退出
    while((r1 = SPI2_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
    SPI2_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;

    //????????
    SPI2_ReadWriteByte(0xff);
    //片选端置低，选中SD卡
    SD_CS_ENABLE();

    //发送
    SPI2_ReadWriteByte(cmd | 0x40);                         //分别写入命令
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 24);
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 16);
    SPI2_ReadWriteByte(arg >> 8);
    SPI2_ReadWriteByte(arg);
    SPI2_ReadWriteByte(crc);

    //等待响应，或超时退出
    while((r1 = SPI2_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];
					 
	SPI2_Configuration();
	SPI2_SetSpeed(0);
	SD_CS_ENABLE();
					  
    // 纯延时，等待SD卡上电完成
    for(i=0;i<0xf00;i++);

    //先产生>74个脉冲，让SD卡自己初始化完成
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        SPI2_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
        SPI2_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
        SPI2_SetSpeed(1);   
		SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
        
        //禁止CRC校验	   
		r1 = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x95);
        if(r1 != 0x00)return r1;  //命令错误，返回r1   	   
        //设置Sector Size
        r1 = SD_SendCommand(CMD16, 512, 0x95);
        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] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x00
        buff[1] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x00
        buff[2] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0x01
        buff[3] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);  //should be 0xAA	    
        SD_CS_DISABLE();	  
        SPI2_ReadWriteByte(0xFF);//the next 8 clocks			 
        //判断该卡是否支持2.7V-3.6V的电压范围
        //if(buff[2]==0x01 && buff[3]==0xAA) //不判断，让其支持的卡更多
        {	  
            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] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
            buff[1] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF); 
            buff[2] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
            buff[3] = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);

            //OCR接收完成，片选置高
            SD_CS_DISABLE();
            SPI2_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)SD_Type = SD_TYPE_V2HC;    //检查CCS	 
            else SD_Type = SD_TYPE_V2;	    
            //-----------鉴别SD2.0卡版本结束----------- 
            //设置SPI为高速模式
            SPI2_SetSpeed(1);  
        }	    
    }
    return r1;
}



/*******************************************************************************
* Function Name  : SD_ReceiveData
* Description    : 从SD卡中读回指定长度的数据，放置在给定位置
* Input          : u8 *data(存放读回数据的内存>len)
*                  u16 len(数据长度）
*                  u8 release(传输完成后是否释放总线CS置高 0：不释放 1：释放）
* Output         : None
* Return         : u8 
*                  0：NO_ERR
*                  other：错误信息
*******************************************************************************/
u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)
{
    u16 retry;
    u8 r1;

    // 启动一次传输
    SD_CS_ENABLE();
    //等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
    retry = 0;										   
	do
    {
        r1 = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
        retry++;
        if(retry>2000)  //2000次等待后没有应答，退出报错
        {
            SD_CS_DISABLE();
            return 1;
        }
    }while(r1 != 0xFE);
		   
    //开始接收数据
    while(len--)
    {
        *data = SPI2_ReadWriteByte(0xFF);
        data++;
    }