STM32CubeMx之SD卡驱动

1.SD卡简介

SD存储卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪存储器的新一代高速存储设备。SD存储卡的技术是从MMC卡(MultiMedia Card）格式上发展而来，在兼容SD存储卡基础上发展了SDIO(SD Input/ Output)卡，此兼容性包括机械，电子，电力，信号和软件，通常将SD、SDIO卡俗称SD存储卡。
SD卡具有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性，它被广泛地应用于便携式装置上，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。
SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中 SD 方式采用 6 线制，使用 CLK、 CMD、 DAT0~DAT3进行数据通信。而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut 进行数据通信。
SD 方式时的数据传输速度与SPI方式要快，STM32F103ZE自带SDIO接口驱动，4位模式最高速度可达24MHZ，8位总线模式下可达48MHZ，本章节将介绍如何使用HAL库完成对SD卡驱动。

2.SDIO简介

SD/SDIO MMC卡主机模块(SDIO)在AHB外设总线和多媒体卡(MMC)、 SD存储卡、 SDIO卡和CE-ATA设备间提供了操作接口。
SDIO的主要功能如下：

• 与多媒体卡系统规格书版本4.2全兼容。支持三种不同的数据总线模式：1位(默认)、 4位和8位。
• 与较早的多媒体卡系统规格版本全兼容(向前兼容)。
• 与较早的多媒体卡系统规格版本全兼容(向前兼容)。
• 与SD存储卡规格版本2.0全兼容。
• 与SD I/O卡规格版本2.0全兼容，支持良种不同的数据总线模式：1位(默认)和4位。
• 完全支持CE-ATA功能(与CE-ATA数字协议版本1.1 全兼容)。
• 8位总线模式下数据传输速率可达48MHz。

3.硬件接口

引脚	SDIO	SPI
SDIO_D2(PC10)	数据线
SDIO_D3(PC11)	数据线	SPI_CS 片选
SDIO_CMD(PD2)	控制线	SPI_MOSI主机输出
SDIO_SCK(PC12)	时钟	SPI_SCK时钟线
SDIO_D0(PC8)	数据线	SPI_MISO主机输入
SDIO_D1(PC9)	数据线

4 软件设置

5 代码生成

  1.SD初始化

相关配置可参考STM32中文参考手册_V1.0第20.9.2时钟控制寄存器SDIO_CLKCR。

2.SD读写扇区函数

为了方便后续FATFS文件系统移植，我们这里封装两个函数SD卡写扇区和读扇区。

void SD_WriteDisk(uint8_t *buf,uint32_t sector_add,uint32_t cnt)
{
	HAL_SD_WriteBlocks(&hsd,buf,sector_add,cnt,5000);//SD卡写块
	while(HAL_SD_GetCardState(&hsd)!=HAL_SD_CARD_TRANSFER);//等待数据传输完成

}
void SD_ReadDisk(uint8_t *buf,uint32_t sector_add,uint32_t cnt)
{
	HAL_SD_ReadBlocks(&hsd,buf,sector_add,cnt,5000);//SD卡读块
	while(HAL_SD_GetCardState(&hsd)!=HAL_SD_CARD_TRANSFER);//等待数据传输完成
}

3.主函数

uint8_t buf_tx[4096]="SD卡SDIO驱动HAL库配置测试数据STM32F103ZET6  -- Ver1.0";
uint8_t buf_rx[4096];  
MX_GPIO_Init();
  MX_FSMC_Init();
  MX_SDIO_SD_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_SPI2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	char buff[200];
	NT35310_Init();//LCD初始化
	LCD_Display_Str(LCD_WIDTH/2-strlen("SD卡初始化")/2*8,20,16,(u8 *)"SD卡初始化",BLACK);
	if(hsd.State!=HAL_SD_STATE_READY)
	{
		LCD_Display_Str(20,40,16,(u8 *)"SD Init  ERR",RED);
	}
	else
	{
		LCD_Display_Str(20,40,16,(u8 *)"SD Init  OK",RED);
		LCD_Display_Str(20,60,16,(u8 *)"卡类型:",RED);
		if(hsd.SdCard.CardType==CARD_SDHC_SDXC)//2.0告诉卡
		{
			LCD_Display_Str(20+8+strlen("卡类型:")*8,60,16,(u8 *)"SDHC",RED);
		}
		else if(hsd.SdCard.CardType==CARD_SDSC)//2.0普通卡
		{
			LCD_Display_Str(20+8+strlen("卡类型:")*8,60,16,(u8 *)"SDSC",RED);
		}
		snprintf(buff,sizeof(buff),"块大小: %d byte\n",hsd.SdCard.BlockSize);
		LCD_Display_Str(20,80,16,(u8 *)buff,RED);
		snprintf(buff,sizeof(buff),"卡容量大小: %.2f GB\n",(hsd.SdCard.BlockNbr>>11)/1024.0);
		LCD_Display_Str(20,100,16,(u8 *)buff,RED);
	}
	LCD_Display_Str(LCD_WIDTH/2-strlen("SD数据读写测试")/2*8,130,16,(u8 *)"SD数据读写测试",BLACK);
	SD_WriteDisk(buf_tx,100,2);
	LCD_Display_Str(20,150,16,(u8 *)"SD写数据: OK",RED);
	SD_ReadDisk(buf_rx,100,3);
	LCD_Display_Str(20,170,16,(u8 *)"SD读数据: OK",RED);
	LCD_Display_Str(20,190,16,(u8 *)"数据内容:",RED);
	LCD_Display_Str(20,210,16,(u8 *)buf_rx,BLUE);