绘制STM32最小系统电路原理图、STM32F103读取SD卡的数据

绘制STM32最小系统电路原理图、STM32F103读取SD卡的数据

1 AltiumDesigner 软件配置

1. 安装连接：百度网盘
   提取码：fnr9
2. 解压——安装包——双击打开AltiumDesigner18Setup.exe——

利用AD软件，完成以下任务
用Altium Designer绘制一个stm32最小系统的电路原理图，并在此基础上完成STM32+SD卡 的系统原理图设计。

2 AltiumDesigner 绘制STM32最小系统原理图

2.1 建立工程文件

1. File——New——Project——PCB Project
   （记得将工程保存在文件夹下。）
   
2. File——New——Project——PCB Project——Schematic
3. 导入元件库：右上角“库”——Libraries——可用库——右下角“添加库”——选指定的元件库——打开。
   

2.2 基本绘制方法

1. 选择芯片，将其拖入界面（STM32C8T6）。要放置其余原件也是类似方式。
   
2. 延长引脚线，设置标签。
   
   
   
3. 点击原件，按空格键可以旋转 90°。

2.3 绘制其余模块

系统供电稳压
调试JTAG、SW模块

复位模块

I/O接口

扩展供电接口

STM32USB

数据存储E2

OLED

STM32

3 AltiumDesigner 绘制STM32+SD卡原理图

如图示STM32F103CT6 和 SD 卡的原理图。

4 SD卡概述

4.1 SD 卡简介

SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。

4.2 SD 卡模块结构

各个部分的功能：

一共有6个接口，分别是GND，VCC，CS，SCK，MOSI，MISO。VCC是供电，GND是接地。其他4根是SPI通讯时用的，CS是片选，SCK是时钟信号，MOSI为主输出从输入，MISO为主输入从输出。

4.3 SD 卡的寄存器

名称	宽度	描述
CID	128	卡标识寄存器
RCA	16	相对卡地址寄存器：本地系统中卡的地址，动态变化，在卡的初始化时确定。（SPI模式中没有）
CSD	128	卡描述数据寄存器：卡操作条件相关的信息数据
SCR	64	SD配置寄存器：SD卡特定信息数据
OCR	32	操作条件寄存器

4.4 SD 卡操作

• SD卡初始化过程（知道 SD 卡的类型V1、 V2、 V2HC 或者 MMC）：

  初始化与 SD 卡连接的硬件条件（MCU 的 SPI 配置， IO 口配置）；
  上电延时（>74 个 CLK）（因为 SD 卡内部有个供电电压上升时间，大概为 64 个 CLK，剩下的 10 个 CLK 用于 SD 卡同步，之后才能开始 CMD0 的操作）；
  复位卡（CMD0），进入 IDLE 状态；
  发送 CMD8，检查是否支持 2.0 协议；
  根据不同协议检查 SD 卡（命令包括： CMD55、 CMD41、 CMD58 和 CMD1 等）；
  取消片选，发多 8 个 CLK（提供 SD 卡额外的时钟，完成某些操作），结束初始化；
  

• SD卡读取数据（CMD17）：

  发送 CMD17；
  接收卡响应 R1；
  接收数据起始令牌 0XFE；
  接收数据；
  接收 2 个字节的 CRC，如果不使用 CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。
  禁止片选之后，发多 8 个 CLK；
  

• SD卡写数据（CMD24）：

   发送 CMD24;
   接收卡响应 R1；
   发送写数据起始令牌 0XFE；
   发送数据；
   发送 2 字节的伪 CRC；
   禁止片选之后，发多 8 个 CLK；
  

5 SD卡数据读取实作

用STM32F103完成对SD卡的数据读取（fat文件模式）。

5.1 源代码

工程文件连接：
百度网盘
提取码：e63q

1. main函数中修改文件名以及输出内容
   

   int main(void)
   {
        
        
     /* USER CODE BEGIN 1 */
   
     /* USER CODE END 1 */
     
   
     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   
     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
     HAL_Init();
   
     /* USER CODE BEGIN Init */
   
     /* USER CODE END Init */
   
     /* Configure the system clock */
     SystemClock_Config();
   
     /* USER CODE BEGIN SysInit */
   
     /* USER CODE END SysInit */
   
     /* Initialize all configure