本文详细介绍了STM32H7单片机如何初始化SD卡，包括SD卡的种类、SDIO接口的工作原理、命令与响应的解析、初始化流程及代码示例。深入分析了不同类型SD卡的识别和配置，以及数据读写的操作。
注：文中提及的寄存器都是STM32H7的寄存器。其他单片机操作同理。
一、介绍
1、SD卡种类
SD 卡主要分为两个版本，有1.x版和现在普遍使用的2.0 版，2.0 版是为了适应大容量SD 卡提出的标准，这个标准把SD
卡分为SDSC 卡和SDHC 卡。其中SDSC 卡为标准容量，容量最大不超过2G ；超过2G 的都属于高容量的SDHC 卡。
注：SDHC卡最大只能到32G，所以又出现了SDXC卡，最大支持到2T，SDXC可以支持300MB/S的速度，现在支持设备并不多，而且SDXC不可向下兼容，不支持普通的SD和SDHC卡槽和读卡器，故本文不做介绍。
2、SDIO接口
SDIO接口包含CLK、CMD 及4 条DAT[3:0]信号线。这6 条信号线都是共用的总线，即新加入的设备可以并联接入到SDIO 接口。SDIO 主机是通过命令和SD 从设备的响应来寻址的，所以不需要片选信号线。
1) 、CLK 是卡的时钟信号线，由主机产生时钟信号，SD 卡和SDIO 卡的时钟频率可为0~25MHz。在命令和数据线上，每个时钟周期在传输1 位命令或数据。
2) 、CMD为命令信号线，SDIO 的所有由主机发出的命令及从机对命令的响应，都是在这个信号线上传输的。
3) 、DAT[3:0]表示4 条数据线，主机和从机的数据信号在这4 条线上传输。
二、SDIO的命令与响应
1、SDIO命令
SDIO的命令分为应用相关命令(ACMD)和通用命令(CMD)两部分，应用相关命令(ACMD)的发送，必须先发送通用命令(CMD55)，然后才能发送应用相关命令(ACMD)。
SDIO的所有命令和响应都是通过CMD引脚传输的，任何命令的长度都是固定为48位，命令格式如下：
所有的命令都是由主机发出，其中起始位、传输位、CRC7和结束位由SDIO硬件控制，我们需要设置的就只有命令索引和参数部分。命令索引是命令的ID号，比如CMD0、CMD1之类的。有些命令会包含参数，如读命令就包含要读数据的地址，这些命令参数就存放在参数[39:8]。
2、SDIO响应
一般情况下，选中的SD卡在接收到主机命令后，都会回复一个应答（注意CMD0是无应答的），这个应答我们称之为响应，响应也是在CMD线上串行传输的。对于不同的命令，会有不同的响应格式，共有7种，简称为R1-R7。按照响应的字节长度不同又可以把这7种分为两类，即：短响应（48位）和长响应（136位）。这两类响应类型都带CRC错误检测（注意不带CRC的响应应该忽略CRC错误标志，如CMD1的响应）。
短响应的格式：
长响应的格式：
3、响应格式的例子
拿R1（属于短响应）来举例，格式为：
命令索引的内容为它响应的命令的编码，如当我们向SD卡发送CMD55(编码：110111)命令时，它返回的响应R1的命令索引内容即为110111。
[39:8]的内容为命令响应参数，如这个响应R1的内容即为卡状态。
再拿R6（属于短响应）来举例，格式为：
command index 的内容为它响应的命令的编码，如当我们向SD卡发送CMD3(编码：000011)命令时，它返回的响应R6的command index 内容即为000011。
Argument field 的内容为命令响应参数，如这个响应R6的内容即为RCA(卡的相对地址)及card status (卡的状态)。
所以当我们需要知道RCA 和卡状态时，我们可以向卡发送CMD3 命令，然后等待SD卡对命令的响应。SDIO接口通过CMD信号线接收到响应后，由硬件去除响应的头尾信息，把command index 保存到SDMMC_RESPCMD寄存器，把Argument field 内容保存存储到SDMMC_RESP1寄存器中。然后软件读取这两个寄存器即可获得所需的信息。
4、数据的读取和写入
SD卡的数据写入、读取的最小单位是块，每块的大小为512 字节。下图为多个数据块的写入过程。首先软件通过SDIO 接口的CMD 信号线发送多块写入的命令，接收到正常的响应后，要写入的数据线从4 根DAT 信号线传输出去，每块结束后是CRC校验码。接着要检测忙状态，数据传输到SD卡后，SD卡启动内部时序保存数据，这时SD卡会把DAT0信号线拉低，表示于“忙”状态，忙状态结束后，主机才能发送下一个数据块的数据。
下图是读的过程，从机在收到主机相关命令后，开始发送数据块给主机，所有数据块都带有CRC校验值（CRC由SDMMC硬件自动处理），单个数据块读的时候，在收到1个数据块以后即可以停止了，不需要发送停止命令（CMD12）。但是多块数据读的时候，SD卡将一直发送数据给主机，直到接到主机发送的STOP命令（CMD12）。
三、SD卡初始化流程
从上图可以看到，不管什么卡（这里我们将卡分为4类：SD2.0高容量卡（SDHC，最大32G），SD2.0 标准容量卡（SDSC，最大2G），SD1x 卡和MMC卡），首先我们要执行的是卡上电（需要设置SDMMC_POWER[1:0]=11），上电后发送CMD0，对卡进行软复位，之后发送CMD8命令，用于区分SD卡2.0，只有2.0及以后的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x卡都不支持该命令。CMD8的格式如下：
我们在发送CMD8的时候，可以顺便通过其所带的参数（VHS）告诉SD卡主机的供电情况，VHS定义如下：
这里我们使用参数0x1AA，即告诉SD卡，主机供电为2.7~3.6V之间，如果SD卡支持CMD8，且支持该电压范围，则会通过CMD8的响应（R7）将参数部分原本返回给主机，如果不支持CMD8，或者不支持这个电压范围，则不响应。
在发送CMD8后，发送ACMD41（注意发送ACMD41之前要先发送CMD55），来进一步确认卡的操作电压范围，并通过HCS位来告诉SD卡，主机是不是支持高容量卡（SDHC）。ACMD41的命令格式如下：
ACMD41得到的响应（R3）包含SD卡OCR寄存器内容，OCR寄存器内容定义如下：
对于支持CMD8指令（有响应）的卡，主机通过ACMD41的参数设置HCS位为1，来告诉SD卡主机支持SDHC卡，如果设置为0，则表示主机不支持SDHC卡。SDHC卡如果接收到HCS为0，则永远不会返回卡就绪状态，就会被主机判断为不支持的卡。对于不支持CMD8的卡，HCS位设置为0即可。
SD卡在接收到ACMD41后，返回OCR寄存器内容，如果是2.0的卡，主机可以通过判断OCR的CCS位来判断是SDHC还是SDSC。如果是1.x的卡，则忽略该位。OCR寄存器的最后一个位用于告诉主机SD卡是否上电完成，如果上电完成，该位将会被置1。
对于MMC卡，则不支持ACMD41，不响应CMD55，对MMC卡，我们只需要在发送CMD0后，在发送CMD1（作用同ACMD41），检查MMC卡的OCR寄存器，实现MMC卡的初始化。
至此，我们完成了SD卡类型的区分。最后发送CMD2和CMD3命令，用于获得卡CID寄存器数据和卡相对地址（RCA）。
CMD2，用于获得CID寄存器的数据，CID 寄存器数据各位定义如下：
SD卡在收到CMD2后，将返回R2长响应（136位），其中包含128位有效数据（CID寄存器内容），存放在SDMMC_RESP1~4等4个寄存器里面。通过读取这四个寄存器，就可以获得SD卡的CID信息。
CMD3，用于设置卡相对地址（RCA，必须为非0），对于SD卡（非MMC卡），在收到CMD3后，将返回一个新的RCA给主机，方便主机寻址。RCA的存在允许一个SDMMC接口挂多个SD卡，通过RCA来区分主机要操作的是哪个卡。而对于MMC卡，则不是由SD卡自动返回RCA，而是主机主动设置MMC卡的RCA，即通过CMD3参数（高16位用于RCA设置），实现RCA设置。同样MMC卡也支持一个SDMMC接口挂多个MMC卡，不同于SD卡的是所有的RCA都是由主机主动设置的，而SD卡的RCA则是SD卡发给主机的。
在获得卡RCA之后，我们便可以发送CMD9（带RCA参数），获得SD卡的CSD寄存器内容，从CSD寄存器，我们可以得到SD卡的容量和扇区大小等十分重要的信息。
至此，我们的SD卡初始化基本就结束了，最后通过CMD7命令，选中我们要操作的SD卡，即可开始对SD卡的读写操作了。
四、开发经验
1、发送ACMD41前要先发送CMD55，有些卡第一次发送CMD55会返回卡状态未就绪，需要多发送几次，直到卡返回就绪状态。所以一定要接收CMD55的响应，判断卡状态，否则初始化不成功。笔者使用256MB的卡时，遇到过一次。
五、简要总结
首先给卡上电，然后发送CMD0让卡进入IDLE STAGE模式。
接着发送CMD8，如果有响应，卡就是2.0卡，继续发送ACMD41，接收响应，如果响应中的CCS位为1，卡就是SDHC，如果CCS为0，卡就是SDSC。如果CMD8无响应，那么卡就是1.0卡，发送ACMD41，接收响应，根据响应中的31位判断卡是否进入准备状态。
卡分类完成后，发送CMD2来获取卡信息，发送CMD3来设置相对地址，卡的初始化结束。
六、初始化代码示例
代码来自正点原子的STM32H7的SD卡例程。建议复制到notepad++等地方看。
主要关注 SD_PowerON() 和SD_InitializeCards() 函数，这两个函数包含初始化流程，和上面的流程图是完全对应的，可以帮助理解。
#include "sdmmc_sdcard.h"
#include "string.h"
#include "usart.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32H7开发板
//SDMMC 驱动代码 (仅提供查询模式驱动代码)
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//创建日期:2018/7/31
//版本：V1.0
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2014-2024
//All rights reserved
//********************************************************************************
//升级说明
//无
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static u8 CardType=STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1; //SD卡类型（默认为1.x卡）
static u32 CSD_Tab[4],CID_Tab[4],RCA=0; //SD卡CSD,CID以及相对地址(RCA)数据
SD_CardInfo SDCardInfo; //SD卡信息
//SD_ReadDisk/SD_WriteDisk函数专用buf,当这两个函数的数据缓存区地址不是4字节对齐的时候,
//需要用到该数组,确保数据缓存区地址是4字节对齐的.
__align(4) u8 SDMMC_DATA_BUFFER[512];
//初始化SD卡
//返回值:错误代码;(0,无错误)
SD_Error SD_Init(void)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u8 clkdiv=0;
//SDMMC1 IO口初始化
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_SDMMC1_CLK_ENABLE(); //使能SDMMC1时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //使能GPIOC时钟
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); //使能GPIOD时钟
//PC8,9,10,11,12
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //推挽复用
GPIO_Initure.Pull=GPIO_NOPULL; //无上下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; //高速
GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF12_SDIO1; //复用为SDIO
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure); //初始化
//PD2
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2;
HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_Initure); //初始化
//SDMMC外设寄存器设置为默认值
SDMMC1->POWER=0x00000000;
SDMMC1->CLKCR=0x00000000;
SDMMC1->ARG=0x00000000;
SDMMC1->CMD=0x00000000;
SDMMC1->DTIMER=0x00000000;
SDMMC1->DLEN=0x00000000;
SDMMC1->DCTRL=0x00000000;
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF;
SDMMC1->MASK=0x00000000;
// HAL_NVIC_SetPriority(SDMMC1_IRQn,2,0); //配置SDMMC1中断，抢占优先级2，子优先级0
// HAL_NVIC_EnableIRQ(SDMMC1_IRQn); //使能SDMMC1中断
errorstatus=SD_PowerON(); //SD卡上电
if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_InitializeCards(); //初始化SD卡
if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_GetCardInfo(&SDCardInfo); //获取卡信息
if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_SelectDeselect((u32)(SDCardInfo.RCA<<16));//选中SD卡
if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_EnableWideBusOperation(1); //4位宽度,如果是MMC卡,则不能用4位模式
if((errorstatus==SD_OK)||(MULTIMEDIA_CARD==CardType))
{
if(SDCardInfo.CardType==STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1||SDCardInfo.CardType==STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0)
{
clkdiv=SDMMC_TRANSFER_CLK_DIV+2; //V1.1/V2.0卡，设置最高48/4=12Mhz
}else clkdiv=SDMMC_TRANSFER_CLK_DIV; //SDHC等其他卡，设置最高48/2=24Mhz
SDMMC_Clock_Set(clkdiv); //设置时钟频率,SDMMC时钟计算公式:SDMMC_CK时钟=SDMMCCLK/[clkdiv+2];其中,SDMMCCLK固定为48Mhz
}
return errorstatus;
}
//SDMMC时钟初始化设置
//clkdiv:时钟分频系数
//CK时钟=sdmmc_ker_ck/[2*clkdiv];(sdmmc_ker_ck钟固定为400Mhz)
void SDMMC_Clock_Set(u16 clkdiv)
{
u32 tmpreg=SDMMC1->CLKCR;
tmpreg&=0XFFFFFC00;
tmpreg|=clkdiv;
SDMMC1->CLKCR=tmpreg;
}
//SDMMC发送命令函数
//cmdindex:命令索引,低六位有效
//waitrsp:期待的相应.00/10,无响应;01,短响应;11,长响应
//arg:参数
void SDMMC_Send_Cmd(u8 cmdindex,u8 waitrsp,u32 arg)
{
u32 tmpreg=0;
SDMMC1->ARG=arg;
tmpreg|=cmdindex&0X3F; //设置新的index
tmpreg|=(u32)waitrsp<<8;//设置新的wait rsp
tmpreg|=0<<10; //无等待
tmpreg|=1<<12; //命令通道状态机使能
SDMMC1->CMD=tmpreg;
}
//SDMMC发送数据配置函数
//datatimeout:超时时间设置
//datalen:传输数据长度,低25位有效,必须为块大小的整数倍
//blksize:块大小.实际大小为:2^blksize字节
//dir:数据传输方向:0,控制器到卡;1,卡到控制器;
void SDMMC_Send_Data_Cfg(u32 datatimeout,u32 datalen,u8 blksize,u8 dir)
{
u32 tmpreg;
SDMMC1->DTIMER=datatimeout;
SDMMC1->DLEN=datalen&0X1FFFFFF; //低25位有效
tmpreg=SDMMC1->DCTRL;
tmpreg&=0xFFFFFF00; //清除之前的设置.
tmpreg|=blksize<<4; //设置块大小
tmpreg|=0<<2; //块数据传输
tmpreg|=(dir&0X01)<<1; //方向控制
tmpreg|=1<<0; //数据传输使能,DPSM状态机
SDMMC1->DCTRL=tmpreg;
}
//卡上电
//查询所有SDMMC接口上的卡设备,并查询其电压和配置时钟
//返回值:错误代码;(0,无错误)
SD_Error SD_PowerON(void)
{
u8 i=0;
u32 tempreg=0;
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u32 response=0,count=0,validvoltage=0;
u32 SDType=SD_STD_CAPACITY;
//配置CLKCR寄存器
tempreg|=0<<12; //PWRSAV=0,非省电模式
tempreg|=0<<14; //WIDBUS[1:0]=0,1位数据宽度
tempreg|=0<<16; //NEGEDGE=0,SDMMCCK下降沿更改命令和数据
tempreg|=0<<17; //HWFC_EN=0,关闭硬件流控制
SDMMC1->CLKCR=tempreg;
SDMMC_Clock_Set(SDMMC_INIT_CLK_DIV);//设置时钟频率(初始化的时候,不能超过400Khz)
SDMMC1->POWER=0X03; //上电状态,开启卡时钟
for(i=0;i<74;i++)
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_GO_IDLE_STATE,0,0);//发送CMD0进入IDLE STAGE模式命令.
errorstatus=CmdError();
if(errorstatus==SD_OK)break;
}
if(errorstatus)return errorstatus;//返回错误状态
SDMMC_Send_Cmd(SD_SDMMC_SEND_IF_COND,1,SD_CHECK_PATTERN);//发送CMD8,短响应,检查SD卡接口特性.
//arg[11:8]:01,支持电压范围,2.7~3.6V
//arg[7:0]:默认0XAA
//返回响应7
errorstatus=CmdResp7Error(); //等待R7响应
if(errorstatus==SD_OK) //R7响应正常
{
CardType=STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0; //SD 2.0卡
SDType=SD_HIGH_CAPACITY; //高容量卡
}
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_CMD,1,0); //发送CMD55,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus==SD_OK)//SD2.0/SD 1.1,否则为MMC卡
{
//SD卡,发送ACMD41 SD_APP_OP_COND,参数为:0x80100000
while((!validvoltage)&&(count<SD_MAX_VOLT_TRIAL))
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_CMD,1,0); //发送CMD55,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SD_APP_OP_COND,1,SD_VOLTAGE_WINDOW_SD|SDType);//发送ACMD41,短响应
errorstatus=CmdResp3Error(); //等待R3响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
response=SDMMC1->RESP1;; //得到响应
validvoltage=(((response>>31)==1)?1:0); //判断SD卡上电是否完成
count++;
}
if(count>=SD_MAX_VOLT_TRIAL)
{
errorstatus=SD_INVALID_VOLTRANGE;
return errorstatus;
}
if(response&=SD_HIGH_CAPACITY)
{
CardType=HIGH_CAPACITY_SD_CARD;
}
}else//MMC卡
{
//MMC卡,发送CMD1 SDMMC_SEND_OP_COND,参数为:0x80FF8000
while((!validvoltage)&&(count<SD_MAX_VOLT_TRIAL))
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_OP_COND,1,SD_VOLTAGE_WINDOW_MMC);//发送CMD1,短响应
errorstatus=CmdResp3Error(); //等待R3响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
response=SDMMC1->RESP1;; //得到响应
validvoltage=(((response>>31)==1)?1:0);
count++;
}
if(count>=SD_MAX_VOLT_TRIAL)
{
errorstatus=SD_INVALID_VOLTRANGE;
return errorstatus;
}
CardType=MULTIMEDIA_CARD;
}
return(errorstatus);
}
//SD卡 Power OFF
//返回值:错误代码;(0,无错误)
SD_Error SD_PowerOFF(void)
{
SDMMC1->POWER&=~(3<<0);//SDMMC电源关闭,时钟停止
return SD_OK;
}
//初始化所有的卡,并让卡进入就绪状态
//返回值:错误代码
SD_Error SD_InitializeCards(void)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u16 rca = 0x01;
if((SDMMC1->POWER&0X03)==0)return SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;//检查电源状态,确保为上电状态
if(SECURE_DIGITAL_IO_CARD!=CardType) //非SECURE_DIGITAL_IO_CARD
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_ALL_SEND_CID,3,0); //发送CMD2,取得CID,长响应
errorstatus=CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
CID_Tab[0]=SDMMC1->RESP1;
CID_Tab[1]=SDMMC1->RESP2;
CID_Tab[2]=SDMMC1->RESP3;
CID_Tab[3]=SDMMC1->RESP4;
}
if((STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SECURE_DIGITAL_IO_COMBO_CARD==CardType)||(HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))//判断卡类型
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_REL_ADDR,1,0); //发送CMD3,短响应
errorstatus=CmdResp6Error(SD_CMD_SET_REL_ADDR,&rca);//等待R6响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}
if (MULTIMEDIA_CARD==CardType)
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_REL_ADDR,1,(u32)(rca<<16));//发送CMD3,短响应
errorstatus=CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}
if (SECURE_DIGITAL_IO_CARD!=CardType) //非SECURE_DIGITAL_IO_CARD
{
RCA = rca;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_CSD,3,(u32)(rca<<16));//发送CMD9+卡RCA,取得CSD,长响应
errorstatus=CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
CSD_Tab[0]=SDMMC1->RESP1;
CSD_Tab[1]=SDMMC1->RESP2;
CSD_Tab[2]=SDMMC1->RESP3;
CSD_Tab[3]=SDMMC1->RESP4;
}
return SD_OK;//卡初始化成功
}
//得到卡信息
//cardinfo:卡信息存储区
//返回值:错误状态
SD_Error SD_GetCardInfo(SD_CardInfo *cardinfo)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u8 tmp=0;
cardinfo->CardType=(u8)CardType; //卡类型
cardinfo->RCA=(u16)RCA; //卡RCA值
tmp=(u8)((CSD_Tab[0]&0xFF000000)>>24);
cardinfo->SD_csd.CSDStruct=(tmp&0xC0)>>6; //CSD结构
cardinfo->SD_csd.SysSpecVersion=(tmp&0x3C)>>2; //2.0协议还没定义这部分(为保留),应该是后续协议定义的
cardinfo->SD_csd.Reserved1=tmp&0x03; //2个保留位
tmp=(u8)((CSD_Tab[0]&0x00FF0000)>>16); //第1个字节
cardinfo->SD_csd.TAAC=tmp; //数据读时间1
tmp=(u8)((CSD_Tab[0]&0x0000FF00)>>8); //第2个字节
cardinfo->SD_csd.NSAC=tmp; //数据读时间2
tmp=(u8)(CSD_Tab[0]&0x000000FF); //第3个字节
cardinfo->SD_csd.MaxBusClkFrec=tmp; //传输速度
tmp=(u8)((CSD_Tab[1]&0xFF000000)>>24); //第4个字节
cardinfo->SD_csd.CardComdClasses=tmp<<4; //卡指令类高四位
tmp=(u8)((CSD_Tab[1]&0x00FF0000)>>16); //第5个字节
cardinfo->SD_csd.CardComdClasses|=(tmp&0xF0)>>4;//卡指令类低四位
cardinfo->SD_csd.RdBlockLen=tmp&0x0F; //最大读取数据长度
tmp=(u8)((CSD_Tab[1]&0x0000FF00)>>8); //第6个字节
cardinfo->SD_csd.PartBlockRead=(tmp&0x80)>>7; //允许分块读
cardinfo->SD_csd.WrBlockMisalign=(tmp&0x40)>>6; //写块错位
cardinfo->SD_csd.RdBlockMisalign=(tmp&0x20)>>5; //读块错位
cardinfo->SD_csd.DSRImpl=(tmp&0x10)>>4;
cardinfo->SD_csd.Reserved2=0; //保留
if((CardType==STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1)||(CardType==STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0)||(MULTIMEDIA_CARD==CardType))//标准1.1/2.0卡/MMC卡
{
cardinfo->SD_csd.DeviceSize=(tmp&0x03)<<10; //C_SIZE(12位)
tmp=(u8)(CSD_Tab[1]&0x000000FF); //第7个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSize|=(tmp)<<2;
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0xFF000000)>>24); //第8个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSize|=(tmp&0xC0)>>6;
cardinfo->SD_csd.MaxRdCurrentVDDMin=(tmp&0x38)>>3;
cardinfo->SD_csd.MaxRdCurrentVDDMax=(tmp&0x07);
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0x00FF0000)>>16); //第9个字节
cardinfo->SD_csd.MaxWrCurrentVDDMin=(tmp&0xE0)>>5;
cardinfo->SD_csd.MaxWrCurrentVDDMax=(tmp&0x1C)>>2;
cardinfo->SD_csd.DeviceSizeMul=(tmp&0x03)<<1;//C_SIZE_MULT
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0x0000FF00)>>8); //第10个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSizeMul|=(tmp&0x80)>>7;
cardinfo->CardCapacity=(cardinfo->SD_csd.DeviceSize+1);//计算卡容量
cardinfo->CardCapacity*=(1<<(cardinfo->SD_csd.DeviceSizeMul+2));
cardinfo->CardBlockSize=1<<(cardinfo->SD_csd.RdBlockLen);//块大小
cardinfo->CardCapacity*=cardinfo->CardBlockSize;
}else if(CardType==HIGH_CAPACITY_SD_CARD) //高容量卡
{
tmp=(u8)(CSD_Tab[1]&0x000000FF); //第7个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSize=(tmp&0x3F)<<16;//C_SIZE
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0xFF000000)>>24); //第8个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSize|=(tmp<<8);
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0x00FF0000)>>16); //第9个字节
cardinfo->SD_csd.DeviceSize|=(tmp);
tmp=(u8)((CSD_Tab[2]&0x0000FF00)>>8); //第10个字节
cardinfo->CardCapacity=(long long)(cardinfo->SD_csd.DeviceSize+1)*512*1024;//计算卡容量
cardinfo->CardBlockSize=512; //块大小固定为512字节
}
cardinfo->SD_csd.EraseGrSize=(tmp&0x40)>>6;
cardinfo->SD_csd.EraseGrMul=(tmp&0x3F)<<1;
tmp=(u8)(CSD_Tab[2]&0x000000FF); //第11个字节
cardinfo->SD_csd.EraseGrMul|=(tmp&0x80)>>7;
cardinfo->SD_csd.WrProtectGrSize=(tmp&0x7F);
tmp=(u8)((CSD_Tab[3]&0xFF000000)>>24); //第12个字节
cardinfo->SD_csd.WrProtectGrEnable=(tmp&0x80)>>7;
cardinfo->SD_csd.ManDeflECC=(tmp&0x60)>>5;
cardinfo->SD_csd.WrSpeedFact=(tmp&0x1C)>>2;
cardinfo->SD_csd.MaxWrBlockLen=(tmp&0x03)<<2;
tmp=(u8)((CSD_Tab[3]&0x00FF0000)>>16); //第13个字节
cardinfo->SD_csd.MaxWrBlockLen|=(tmp&0xC0)>>6;
cardinfo->SD_csd.WriteBlockPaPartial=(tmp&0x20)>>5;
cardinfo->SD_csd.Reserved3=0;
cardinfo->SD_csd.ContentProtectAppli=(tmp&0x01);
tmp=(u8)((CSD_Tab[3]&0x0000FF00)>>8); //第14个字节
cardinfo->SD_csd.FileFormatGrouop=(tmp&0x80)>>7;
cardinfo->SD_csd.CopyFlag=(tmp&0x40)>>6;
cardinfo->SD_csd.PermWrProtect=(tmp&0x20)>>5;
cardinfo->SD_csd.TempWrProtect=(tmp&0x10)>>4;
cardinfo->SD_csd.FileFormat=(tmp&0x0C)>>2;
cardinfo->SD_csd.ECC=(tmp&0x03);
tmp=(u8)(CSD_Tab[3]&0x000000FF); //第15个字节
cardinfo->SD_csd.CSD_CRC=(tmp&0xFE)>>1;
cardinfo->SD_csd.Reserved4=1;
tmp=(u8)((CID_Tab[0]&0xFF000000)>>24); //第0个字节
cardinfo->SD_cid.ManufacturerID=tmp;
tmp=(u8)((CID_Tab[0]&0x00FF0000)>>16); //第1个字节
cardinfo->SD_cid.OEM_AppliID=tmp<<8;
tmp=(u8)((CID_Tab[0]&0x000000FF00)>>8); //第2个字节
cardinfo->SD_cid.OEM_AppliID|=tmp;
tmp=(u8)(CID_Tab[0]&0x000000FF); //第3个字节
cardinfo->SD_cid.ProdName1=tmp<<24;
tmp=(u8)((CID_Tab[1]&0xFF000000)>>24); //第4个字节
cardinfo->SD_cid.ProdName1|=tmp<<16;
tmp=(u8)((CID_Tab[1]&0x00FF0000)>>16); //第5个字节
cardinfo->SD_cid.ProdName1|=tmp<<8;
tmp=(u8)((CID_Tab[1]&0x0000FF00)>>8); //第6个字节
cardinfo->SD_cid.ProdName1|=tmp;
tmp=(u8)(CID_Tab[1]&0x000000FF); //第7个字节
cardinfo->SD_cid.ProdName2=tmp;
tmp=(u8)((CID_Tab[2]&0xFF000000)>>24); //第8个字节
cardinfo->SD_cid.ProdRev=tmp;
tmp=(u8)((CID_Tab[2]&0x00FF0000)>>16); //第9个字节
cardinfo->SD_cid.ProdSN=tmp<<24;
tmp=(u8)((CID_Tab[2]&0x0000FF00)>>8); //第10个字节
cardinfo->SD_cid.ProdSN|=tmp<<16;
tmp=(u8)(CID_Tab[2]&0x000000FF); //第11个字节
cardinfo->SD_cid.ProdSN|=tmp<<8;
tmp=(u8)((CID_Tab[3]&0xFF000000)>>24); //第12个字节
cardinfo->SD_cid.ProdSN|=tmp;
tmp=(u8)((CID_Tab[3]&0x00FF0000)>>16); //第13个字节
cardinfo->SD_cid.Reserved1|=(tmp&0xF0)>>4;
cardinfo->SD_cid.ManufactDate=(tmp&0x0F)<<8;
tmp=(u8)((CID_Tab[3]&0x0000FF00)>>8); //第14个字节
cardinfo->SD_cid.ManufactDate|=tmp;
tmp=(u8)(CID_Tab[3]&0x000000FF); //第15个字节
cardinfo->SD_cid.CID_CRC=(tmp&0xFE)>>1;
cardinfo->SD_cid.Reserved2=1;
return errorstatus;
}
//设置SDMMC总线宽度(MMC卡不支持4bit模式)
//wmode:位宽模式.0,1位数据宽度;1,4位数据宽度;2,8位数据宽度
//返回值:SD卡错误状态
SD_Error SD_EnableWideBusOperation(u32 wmode)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u16 clkcr=0;
if(MULTIMEDIA_CARD==CardType)return SD_UNSUPPORTED_FEATURE;//MMC卡不支持
else if((STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
if(wmode>=2)return SD_UNSUPPORTED_FEATURE;//不支持8位模式
else
{
errorstatus=SDEnWideBus(wmode);
if(SD_OK==errorstatus)
{
clkcr=SDMMC1->CLKCR; //读取CLKCR的值
clkcr&=~(3<<14); //清除之前的位宽设置
clkcr|=(u32)wmode<<14; //1位/4位总线宽度
clkcr|=0<<17; //不开启硬件流控制
SDMMC1->CLKCR=clkcr; //重新设置CLKCR值
}
}
}
return errorstatus;
}
//选卡
//发送CMD7,选择相对地址(rca)为addr的卡,取消其他卡.如果为0,则都不选择.
//addr:卡的RCA地址
SD_Error SD_SelectDeselect(u32 addr)
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEL_DESEL_CARD,1,addr); //发送CMD7,选择卡,短响应
return CmdResp1Error(SD_CMD_SEL_DESEL_CARD);
}
//SD卡读取单个/多个块
//buf:读数据缓存区
//addr:读取地址
//blksize:块大小
//nblks:要读取的块数,1,表示读取单个块
//返回值:错误状态
SD_Error SD_ReadBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u32 count=0;
u32 timeout=SDMMC_DATATIMEOUT;
u32 *tempbuff=(u32*)buf; //转换为u32指针
SDMMC1->DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
if(CardType==HIGH_CAPACITY_SD_CARD)//大容量卡
{
blksize=512;
addr>>=9;
}
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)
{
//printf("SDMMC_Send_Cmd=%d\r\n",errorstatus);
return errorstatus; //响应错误
}
SDMMC_Send_Data_Cfg(SD_DATATIMEOUT,nblks*blksize,9,1); //nblks*blksize,块大小恒为512,卡到控制器
SDMMC1->CMD|=1<<6; //CMDTRANS=1,产生一个数据传输命令
if(nblks>1) //多块读
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_READ_MULT_BLOCK,1,addr); //发送CMD18+从addr地址出读取数据,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_READ_MULT_BLOCK); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)
{
//printf("SD_CMD_READ_MULT_BLOCK Error\r\n");
return errorstatus; //响应错误
}
}else //单块读
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_READ_SINGLE_BLOCK,1,addr); //发送CMD17+从addr地址出读取数据,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_READ_SINGLE_BLOCK);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}
INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDMMC读写操作!!!)
while(!(SDMMC1->STA&((1<<5)|(1<<1)|(1<<3)|(1<<8))))//无上溢/CRC/超时/完成(标志)
{
if(SDMMC1->STA&(1<<15)) //接收区半满,表示至少存了8个字
{
for(count=0;count<8;count++) //循环读取数据
{
*(tempbuff+count)=SDMMC1->FIFO;
}
tempbuff+=8;
timeout=0X7FFFFF; //读数据溢出时间
}else //处理超时
{
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT;
timeout--;
}
}
SDMMC1->CMD&=~(1<<6); //CMDTRANS=0,结束数据传输
INTX_ENABLE(); //开启总中断
if(SDMMC1->STA&(1<<3)) //数据超时错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<1))//数据块CRC错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<1; //清错误标志
if(nblks>1) //针对可能出现的CRC错误,如果是多块读取,必须发送结束传输命令!
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
}
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<5))//接收fifo上溢错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<5; //清错误标志
return SD_RX_OVERRUN;
}
if((SDMMC1->STA&(1<<8))&&(nblks>1))//多块接收结束,发送结束指令
{
if((STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除所有标记
return errorstatus;
}
//SD卡写单个/多个块
//buf:数据缓存区
//addr:写地址
//blksize:块大小
//nblks:要读取的块数,1,表示读取单个块
//返回值:错误状态
SD_Error SD_WriteBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
u8 cardstate=0;
u32 timeout=0,bytestransferred=0;
u32 cardstatus=0,count=0,restwords=0;
u32 tlen=nblks*blksize; //总长度(字节)
u32*tempbuff=(u32*)buf;
if(buf==NULL)return SD_INVALID_PARAMETER; //参数错误
SDMMC1->DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
if(CardType==HIGH_CAPACITY_SD_CARD) //大容量卡
{
blksize=512;
addr>>=9;
}
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
if(nblks>1) //多块写
{
if(nblks*blksize>SD_MAX_DATA_LENGTH)return SD_INVALID_PARAMETER;
if((STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
//提高性能
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)RCA<<16); //发送ACMD55,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_BLOCK_COUNT,1,nblks); //发送CMD23,设置块数量,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCK_COUNT);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_WRITE_MULT_BLOCK,1,addr); //发送CMD25,多块写指令,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_WRITE_MULT_BLOCK); //等待R1响应
}else //单块写
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA<<16); //发送CMD13,查询卡的状态,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
cardstatus=SDMMC1->RESP1;
timeout=SD_DATATIMEOUT;
while(((cardstatus&0x00000100)==0)&&(timeout>0)) //检查READY_FOR_DATA位是否置位
{
timeout--;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA<<16);//发送CMD13,查询卡的状态,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
cardstatus=SDMMC1->RESP1;
}
if(timeout==0)return SD_ERROR;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK,1,addr); //发送CMD24,写单块指令,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK);//等待R1响应
}
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDMMC_Send_Data_Cfg(SD_DATATIMEOUT,nblks*blksize,9,0); //blksize,块大小恒为512字节,控制器到卡
SDMMC1->CMD|=1<<6; //CMDTRANS=1,产生一个数据传输命令
timeout=SDMMC_DATATIMEOUT;
INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDMMC读写操作!!!)
while(!(SDMMC1->STA&((1<<4)|(1<<1)|(1<<8)|(1<<3))))//下溢/CRC/数据结束/超时
{
if(SDMMC1->STA&(1<<14)) //发送区半空,表示至少存了8字(32字节)
{
if((tlen-bytestransferred)<SD_HALFFIFOBYTES)//不够32字节了
{
restwords=((tlen-bytestransferred)%4==0)?((tlen-bytestransferred)/4):((tlen-bytestransferred)/4+1);
for(count=0;count<restwords;count++,tempbuff++,bytestransferred+=4)
{
SDMMC1->FIFO=*tempbuff;
}
}else //发送区半空,可以发送至少8字(32字节)数据
{
for(count=0;count<SD_HALFFIFO;count++)
{
SDMMC1->FIFO=*(tempbuff+count);
}
tempbuff+=SD_HALFFIFO;
bytestransferred+=SD_HALFFIFOBYTES;
}
timeout=0X3FFFFFFF; //写数据溢出时间
}else
{
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT;
timeout--;
}
}
SDMMC1->CMD&=~(1<<6); //CMDTRANS=0,结束数据传输
INTX_ENABLE(); //开启总中断
if(SDMMC1->STA&(1<<3)) //数据超时错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<1)) //数据块CRC错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<1; //清错误标志
if(nblks>1) //针对可能出现的CRC错误,如果是多块读取,必须发送结束传输命令!
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
}
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<4)) //接收fifo下溢错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<4; //清错误标志
return SD_TX_UNDERRUN;
}
if((SDMMC1->STA&(1<<8))&&(nblks>1))//多块发送结束,发送结束指令
{
if((STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除所有标记
errorstatus=IsCardProgramming(&cardstate);
while((errorstatus==SD_OK)&&((cardstate==SD_CARD_PROGRAMMING)||(cardstate==SD_CARD_RECEIVING)))
{
errorstatus=IsCardProgramming(&cardstate);
}
return errorstatus;
}
//检查CMD0的执行状态
//返回值:sd卡错误码
SD_Error CmdError(void)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
u32 timeout=SDMMC_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
if(SDMMC1->STA&(1<<7))break;//命令已发送(无需响应)
}
if(timeout==0)return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
return errorstatus;
}
//检查R7响应的错误状态
//返回值:sd卡错误码
SD_Error CmdResp7Error(void)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 timeout=SDMMC_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
status=SDMMC1->STA;
if(status&((1<<0)|(1<<2)|(1<<6)))break;//CRC错误/命令响应超时/已经收到响应(CRC校验成功)
}
if((timeout==0)||(status&(1<<2))) //响应超时
{
errorstatus=SD_CMD_RSP_TIMEOUT; //当前卡不是2.0兼容卡,或者不支持设定的电压范围
SDMMC1->ICR|=1<<2; //清除命令响应超时标志
return errorstatus;
}
if(status&1<<6) //成功接收到响应
{
errorstatus=SD_OK;
SDMMC1->ICR|=1<<6; //清除响应标志
}
return errorstatus;
}
//检查R1响应的错误状态
//cmd:当前命令
//返回值:sd卡错误码
SD_Error CmdResp1Error(u8 cmd)
{
u32 status;
while(1)
{
status=SDMMC1->STA;
if(status&((1<<0)|(1<<2)|(1<<6)))break;//CRC错误/命令响应超时/已经收到响应(CRC校验成功)
}
if(status&(1<<2)) //响应超时
{
SDMMC1->ICR=1<<2; //清除命令响应超时标志
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
if(status&(1<<0)) //CRC错误
{
SDMMC1->ICR=1<<0; //清除标志
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(SDMMC1->RESPCMD!=cmd)return SD_ILLEGAL_CMD;//命令不匹配
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
return (SD_Error)(SDMMC1->RESP1&SD_OCR_ERRORBITS);//返回卡响应
}
//检查R3响应的错误状态
//返回值:错误状态
SD_Error CmdResp3Error(void)
{
u32 status;
while(1)
{
status=SDMMC1->STA;
if(status&((1<<0)|(1<<2)|(1<<6)))break;//CRC错误/命令响应超时/已经收到响应(CRC校验成功)
}
if(status&(1<<2)) //响应超时
{
SDMMC1->ICR|=1<<2; //清除命令响应超时标志
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
return SD_OK;
}
//检查R2响应的错误状态
//返回值:错误状态
SD_Error CmdResp2Error(void)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 timeout=SDMMC_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
status=SDMMC1->STA;
if(status&((1<<0)|(1<<2)|(1<<6)))break;//CRC错误/命令响应超时/已经收到响应(CRC校验成功)
}
if((timeout==0)||(status&(1<<2))) //响应超时
{
errorstatus=SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
SDMMC1->ICR|=1<<2; //清除命令响应超时标志
return errorstatus;
}
if(status&1<<0) //CRC错误
{
errorstatus=SD_CMD_CRC_FAIL;
SDMMC1->ICR|=1<<0; //清除响应标志
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
return errorstatus;
}
//检查R6响应的错误状态
//cmd:之前发送的命令
//prca:卡返回的RCA地址
//返回值:错误状态
SD_Error CmdResp6Error(u8 cmd,u16*prca)
{
SD_Error errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 rspr1;
while(1)
{
status=SDMMC1->STA;
if(status&((1<<0)|(1<<2)|(1<<6)))break;//CRC错误/命令响应超时/已经收到响应(CRC校验成功)
}
if(status&(1<<2)) //响应超时
{
SDMMC1->ICR|=1<<2; //清除命令响应超时标志
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
if(status&1<<0) //CRC错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<0; //清除响应标志
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(SDMMC1->RESPCMD!=cmd) //判断是否响应cmd命令
{
return SD_ILLEGAL_CMD;
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除所有标记
rspr1=SDMMC1->RESP1; //得到响应
if(SD_ALLZERO==(rspr1&(SD_R6_GENERAL_UNKNOWN_ERROR|SD_R6_ILLEGAL_CMD|SD_R6_COM_CRC_FAILED)))
{
*prca=(u16)(rspr1>>16); //右移16位得到,rca
return errorstatus;
}
if(rspr1&SD_R6_GENERAL_UNKNOWN_ERROR)return SD_GENERAL_UNKNOWN_ERROR;
if(rspr1&SD_R6_ILLEGAL_CMD)return SD_ILLEGAL_CMD;
if(rspr1&SD_R6_COM_CRC_FAILED)return SD_COM_CRC_FAILED;
return errorstatus;
}
//SDMMC使能宽总线模式
//enx:0,不使能;1,使能;
//返回值:错误状态
SD_Error SDEnWideBus(u8 enx)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
u32 scr[2]={0,0};
u8 arg=0X00;
if(enx)arg=0X02;
else arg=0X00;
if(SDMMC1->RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//SD卡处于LOCKED状态
errorstatus=FindSCR(RCA,scr); //得到SCR寄存器数据
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
if((scr[1]&SD_WIDE_BUS_SUPPORT)!=SD_ALLZERO) //支持宽总线
{
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)RCA<<16); //发送CMD55+RCA,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_SD_SET_BUSWIDTH,1,arg);//发送ACMD6,短响应,参数:10,4位;00,1位.
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_SD_SET_BUSWIDTH);
return errorstatus;
}else return SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE; //不支持宽总线设置
}
//检查卡是否正在执行写操作
//pstatus:当前状态.
//返回值:错误代码
SD_Error IsCardProgramming(u8 *pstatus)
{
vu32 respR1 = 0, status = 0;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA<<16); //发送CMD13
status=SDMMC1->STA;
while(!(status&((1<<0)|(1<<6)|(1<<2))))status=SDMMC1->STA;//等待操作完成
if(status&(1<<0)) //CRC检测失败
{
SDMMC1->ICR|=1<<0; //清除错误标记
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(status&(1<<2)) //命令超时
{
SDMMC1->ICR|=1<<2; //清除错误标记
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
if(SDMMC1->RESPCMD!=SD_CMD_SEND_STATUS)return SD_ILLEGAL_CMD;
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除所有标记
respR1=SDMMC1->RESP1;
*pstatus=(u8)((respR1>>9)&0x0000000F);
return SD_OK;
}
//读取当前卡状态
//pcardstatus:卡状态
//返回值:错误代码
SD_Error SD_SendStatus(uint32_t *pcardstatus)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
if(pcardstatus==NULL)
{
errorstatus=SD_INVALID_PARAMETER;
return errorstatus;
}
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,RCA<<16); //发送CMD13,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //查询响应状态
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
*pcardstatus=SDMMC1->RESP1;//读取响应值
return errorstatus;
}
//返回SD卡的状态
//返回值:SD卡状态
SDCardState SD_GetState(void)
{
u32 resp1=0;
if(SD_SendStatus(&resp1)!=SD_OK)return SD_CARD_ERROR;
else return (SDCardState)((resp1>>9) & 0x0F);
}
//查找SD卡的SCR寄存器值
//rca:卡相对地址
//pscr:数据缓存区(存储SCR内容)
//返回值:错误状态
SD_Error FindSCR(u16 rca,u32 *pscr)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
u32 tempscr[2]={0,0};
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,8); //发送CMD16,短响应,设置Block Size为8字节
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)rca<<16); //发送CMD55,短响应
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDMMC_Send_Data_Cfg(SD_DATATIMEOUT,8,3,1); //8个字节长度,block为8字节,SD卡到SDMMC.
SDMMC_Send_Cmd(SD_CMD_SD_APP_SEND_SCR,1,0); //发送ACMD51,短响应,参数为0
errorstatus=CmdResp1Error(SD_CMD_SD_APP_SEND_SCR);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
while(!(SDMMC1->STA&(SDMMC_STA_RXOVERR|SDMMC_STA_DCRCFAIL|SDMMC_STA_DTIMEOUT|SDMMC_STA_DBCKEND|SDMMC_STA_DATAEND)))
{
if(!(SDMMC1->STA&(1<<19))) //接收FIFO数据可用
{
tempscr[0]=SDMMC1->FIFO; //读取FIFO内容
tempscr[1]=SDMMC1->FIFO; //读取FIFO内容
break;
}
}
if(SDMMC1->STA&(1<<3)) //接收数据超时
{
SDMMC1->ICR|=1<<3; //清除标记
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<1))//已发送/接收的数据块CRC校验错误
{
SDMMC1->ICR|=1<<1; //清除标记
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDMMC1->STA&(1<<5))//接收FIFO溢出
{
SDMMC1->ICR|=1<<5; //清除标记
return SD_RX_OVERRUN;
}
SDMMC1->ICR=0X1FE00FFF; //清除标记
//把数据顺序按8位为单位倒过来.
*(pscr+1)=((tempscr[0]&SD_0TO7BITS)<<24)|((tempscr[0]&SD_8TO15BITS)<<8)|((tempscr[0]&SD_16TO23BITS)>>8)|((tempscr[0]&SD_24TO31BITS)>>24);
*(pscr)=((tempscr[1]&SD_0TO7BITS)<<24)|((tempscr[1]&SD_8TO15BITS)<<8)|((tempscr[1]&SD_16TO23BITS)>>8)|((tempscr[1]&SD_24TO31BITS)>>24);
return errorstatus;
}
//读SD卡
//buf:读数据缓存区
//sector:扇区地址
//cnt:扇区个数
//返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;
u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u32 cnt)
{
u8 sta=SD_OK;
long long lsector=sector;
u32 n;
if(CardType!=STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1)lsector<<=9;
if((u32)buf%4!=0)
{
for(n=0;n<cnt;n++)
{
sta=SD_ReadBlocks(SDMMC_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512,1);//单个sector的读操作
memcpy(buf,SDMMC_DATA_BUFFER,512);
buf+=512;
}
}else sta=SD_ReadBlocks(buf,lsector,512,cnt); //单个/多个sector
return sta;
}
//写SD卡
//buf:写数据缓存区
//sector:扇区地址
//cnt:扇区个数
//返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u32 cnt)
{
u8 sta=SD_OK;
u32 n;
long long lsector=sector;
if(CardType!=STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1)lsector<<=9;
if((u32)buf%4!=0)
{
for(n=0;n<cnt;n++)
{
memcpy(SDMMC_DATA_BUFFER,buf,512);
sta=SD_WriteBlocks(SDMMC_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512,1);//单个sector的写操作
buf+=512;
}
}else sta=SD_WriteBlocks(buf,lsector,512,cnt); //单个/多个sector
return sta;
}
参考：
野火 《零死角玩转STM32》
正点原子《STM32H7开发指南-HAL库版本_V1.0》
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