📄 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"
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* 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);
//PD9 pin: CS, PD10 : SD
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP ;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
//////SPI模块配置//////
//一开始SD初始化阶段，SPI时钟频率必须<400K
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_256 ;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB ;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial=7 ;
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
return ;
}
/*******************************************************************************
* 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);
return ;
}
/*******************************************************************************
* 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)
{
u8 RxData=0 ;
//GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_7, Bit_SET); //读文件闪烁
//等待发送缓冲区空
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);
//发一个字节
SPI_I2S_SendData(SPI1,TxData);
//等待数据接收
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);
//取数据
RxData=SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
//GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_7, Bit_RESET);
return RxData ;
}
/*******************************************************************************
* 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)//????如果卡异常，会死循坏！
{
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
for(i=0;i<0xf00;i++);
SPI_SetSpeed(0);
//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
//检查CCS
if(buff[0]&0x40)
{
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
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