#include "sddriver.h" /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ u8 SD_Type=0; void SPI_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); /*----------------------SPI端口配置---------------------------------*/ /*SPI_SCK SPI_MOSI 复用推挽输出*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /*SPI_MISO 上拉输入模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /*SD_CS 推挽输出*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /*失能SD卡*/ SD_CS_DISABLE(); /*----------------------SPI1配置-----------------------------------*/ /* 初始化 */ 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; /*串行时钟稳定状态是高电平*/ SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;/* 时钟活跃边沿？？？*/ SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_32; /*SPI波特率预分频*/ SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; /*高位在前*/ SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; /*the polynomial used for the CRC calculation*/ SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); /* SPI1使能 */ SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); } 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; /*串行时钟稳定状态是高电平*/ SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;/* 时钟活跃边沿？？？*/ SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; /*高位在前*/ SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; /*the polynomial used for the CRC calculation*/ /*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_2; } SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); } /******************************************************************************* * 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; while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); /*等待发送缓冲区空 */ SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); /*发一个字节*/ while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); /*等待数据接收 */ RxData = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); /*返回接收到的数据*/ return (u8)RxData; } /******************************************************************************* * 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; } uint8_t SD_Init(void) { uint16_t i; /* 用来循环计数 */ uint8_t r1; /* 存放SD卡的返回值 */ uint16_t retry; /* 用来进行超时计数 */ uint8_t buff[6]; uint16_t temp; SPI_Configuration(); /* SD卡硬件初始化 */ /*初始化设置为低速模式 因为SPI初始化时是低速的，SD卡初始化完成后设置为高速， 有的卡只要初始化一次就行，程序就ok； 但有的卡需要多次复位 */ SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW); /*先产生>74个脉冲，让SD卡自己初始化完成 */ for(i=0;i<50;i++) { temp = 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 { r1 = SD_SendCommand(CMD0, 0, 0x95); /*发送CMD0，让SD卡进入IDLE状态 */ 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) { printf("\r\n 超时返回 \r\n"); return 1; /* 超时返回1 */ } printf("\r\n SD卡已复位到idle \r\n", temp); /*------------获取卡片的SD版本信息，并进行相应的初始化----------------*/ r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(8, 0x1aa, 0x87); printf("\r\n 卡片的SD版本信息：0x%x \r\n", r1); /*----------下面是v1.0版版本的初始化-----------*/ 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 } } /*-------------------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) { printf("\r\n 这是V2.0的卡 \r\n"); //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 printf("\r\n 支持电压范围，可以操作 \r\n"); 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); printf("\r\n 初始化指令发送完成 \r\n"); //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 } printf("\r\n SD2.0卡版本鉴别结束 r1 = 0x%x \r\n", r1); //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 if(buff[0]&0x40) //检查CCS { SD_Type = SD_TYPE_V2HC; } else { SD_Type = SD_TYPE_V2; } //设置SPI为高速模式 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH); } } printf("\r\n 初始化结束，返回的r1 = 0x%x",r1); return r1; } /******************************************************************************* * Function Name : SD_ReadSingleBlock * Description : 读SD卡的一个block * Input : u32 sector 取地址（sector值，非物理地址） * u8 *buffer 数据存储地址（大小至少512byte） * Output : None * Return : u8 r1 * 0： 成功 * other：失败 *******************************************************************************/ u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer) { u8 r1; //设置为高速模式 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH); if(SD_Type==SD_TYPE_V2HC) { sector = sector>>9; } r1 = SD_SendCommand(CMD17, sector, 0);//读命令 if(r1 != 0x00) { return r1; } r1 = SD_ReceiveData(buffer, 512, RELEASE); if(r1 != 0) { return r1; //读数据出错！ } else { return 0; } } /******************************************************************************* * Function Name : SD_ReadMultiBlock * Description : 读SD卡的多个block * Input : u32 sector 取地址（sector值，非物理地址） * u8 *buffer 数据存储地址（大小至少512byte） * u8 count 连续读count个block * Output : None * Return : u8 r1 * 0： 成功 * other：失败 *******************************************************************************/ u8 SD_ReadMultiBlock(u32 sector, u8 *buffer, u8 count) { u8 r1; //设置为高速模式 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH); if(SD_Type==SD_TYPE_V2HC) { sector = sector>>9; } //SD_WaitReady(); //发读多块命令 r1 = SD_SendCommand(CMD18, sector, 0);//读命令 if(r1 != 0x00) { return r1; } //开始接收数据 do { if(SD_ReceiveData(buffer, 512, NO_RELEASE) != 0x00) { break; } buffer += 512; } while(--count); //全部传输完毕，发送停止命令 SD_SendCommand(CMD12, 0, 0); //释放总线 SD_CS_DISABLE(); SPI_ReadWriteByte(0xFF); if(count != 0) { return count; //如果没有传完，返回剩余个数 } else { return 0; } } /******************************************************************************* * Function Name : SD_WriteSingleBlock * Description : 写入SD卡的一个block * Input : u32 sector 扇区地址（sector值，非物理地址） * u8 *buffer 数据存储地址（大小至少512byte） * Output : None * Return : u8 r1 * 0： 成功 * other：失败 *******************************************************************************/ u8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector, const u8 *data) { u8 r1; u16 i; u16 retry; //设置为高速模式 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH); //如果不是SDHC，给定的是sector地址，将其转换成byte地址 if(SD_Type==SD_TYPE_V2HC) { sector = sector>>9; } r1 = SD_SendCommand(CMD24, sector, 0x00); if(r1 != 0x00) { return r1; //应答不正确，直接返回 } //开始准备数据传输 SD_CS_ENABLE(); //先放3个空数据，等待SD卡准备好 SPI_ReadWriteByte(0xff); SPI_ReadWriteByte(0xff); SPI_ReadWriteByte(0xff); //放起始令牌0xFE SPI_ReadWriteByte(0xFE); //放一个sector的数据 for(i=0;i<512;i++) { SPI_ReadWriteByte(*data++); } //发2个Byte的dummy CRC SPI_ReadWriteByte(0xff); SPI_ReadWriteByte(0xff); //等待SD卡应答 r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff); if((r1&0x1F)!=0x05) { SD_CS_DISABLE(); return r1; } //等待操作完成 retry = 0; while(!SPI_ReadWriteByte(0xff)) { retry++; if(retry>0xfffe) //如果长时间写入没有完成，报错退出 { SD_CS_DISABLE(); return 1; //写入超时返回1 } } //写入完成，片选置1 SD_CS_DISABLE(); SPI_ReadWriteByte(0xff); return 0; } /******************************************************************************* * 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) { return 1; } }while(r1!=0xFF); return 0; } /******************************************************************************* * Function Name : SD_GetCapacity * Description : 获取SD卡的容量 * Input : None * Output : None * Return : u32 capacity * 0： 取容量出错 *******************************************************************************/ u32 SD_GetCapacity(void) { u8 csd[16]; u32 Capacity; u8 r1; u16 i; u16 temp; //取CSD信息，如果期间出错，返回0 if(SD_GetCSD(csd)!=0) { return 0; } //如果为SDHC卡，按照下面方式计算 if((csd[0]&0xC0)==0x40) { Capacity = ((((u32)csd[8])<<8) + (u32)csd[9] +1)*(u32)1024; } else { /** 下面代码为网上版本 容量计算 * formula of the capacity * memory capacity = BLOCKNR * BLOCK_LEN * BLOCKNR = (C_SIZE + 1)* MULT * C_SIZE_MULT+2 * MULT = 2 * READ_BL_LEN * BLOCK_LEN = 2 **/ //C_SIZE i = csd[6]&0x03; i<<=8; i += csd[7]; i<<=2; i += ((csd[8]&0xc0)>>6); //C_SIZE_MULT r1 = csd[9]&0x03; r1<<=1; r1 += ((csd[10]&0x80)>>7); //BLOCKNR r1+=2; temp = 1; while(r1) { temp*=2; r1--; } Capacity = ((u32)(i+1))*((u32)temp); // READ_BL_LEN i = csd[5]&0x0f; //BLOCK_LEN temp = 1; while(i) { temp*=2; i--; } //The final result Capacity *= (u32)temp; //Capacity /= 512; } return (u32)Capacity; } /******************************************************************************* * Function Name : SD_GetCSD * Description : 获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息 * Input : u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte） * Output : None * Return : u8 * 0：NO_ERR * 1：TIME_OUT * other：错误信息 *******************************************************************************/ u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data) { u8 r1; //发CMD9命令，读CSD r1 = SD_SendCommand(CMD9, 0, 0xFF); if(r1 != 0x00) { return r1; //没返回正确应答，则退出，报错 } //接收16个字节的数据 SD_ReceiveData(csd_data, 16, RELEASE); return 0; } /******************************************************************************* * 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 = SPI_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 = SPI_ReadWriteByte(0xFF); data++; } //下面是2个伪CRC（dummy CRC） SPI_ReadWriteByte(0xFF); SPI_ReadWriteByte(0xFF); //按需释放总线，将CS置高 if(release == RELEASE) { //传输结束 SD_CS_DISABLE(); SPI_ReadWriteByte(0xFF); } return 0; } /******************************************************************************* * Function Name : SD_WriteMultiBlock * Description : 写入SD卡的N个block * Input : u32 sector 扇区地址（sector值，非物理地址） * u8 *buffer 数据存储地址（大小至少512byte） * u8 count 写入的block数目 * Output : None * Return : u8 r1 * 0： 成功 * other：失败 *******************************************************************************/ u8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count) { u8 r1; u16 i; //设置为高速模式 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH); //如果不是SDHC，给定的是sector地址，将其转换成byte地址 if(SD_Type == SD_TYPE_V2HC) { sector = sector>>9; } //如果目标卡不是MMC卡，启用ACMD23指令使能预擦除 if(SD_Type != SD_TYPE_MMC) { r1 = SD_SendCommand(ACMD23, count, 0x00); } //发多块写入指令 r1 = SD_SendCommand(CMD25, sector, 0x00); if(r1 != 0x00) { return r1; //应答不正确，直接返回 } //开始准备数据传输 SD_CS_ENABLE(); //先放3个空数据，等待SD卡准备好 SPI_ReadWriteByte(0xff); SPI_ReadWriteByte(0xff); //--------下面是N个sector写入的循环部分 do { //放起始令牌0xFC 表明是多块写入 SPI_ReadWriteByte(0xFC); //放一个sector的数据 for(i=0;i<512;i++) { SPI_ReadWriteByte(*data++); } //发2个Byte的dummy CRC SPI_ReadWriteByte(0xff); SPI_ReadWriteByte(0xff); //等待SD卡应答 r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff); if((r1&0x1F)!=0x05) { SD_CS_DISABLE(); //如果应答为报错，则带错误代码直接退出 return r1; } //等待SD卡写入完成 if(SD_WaitReady()==1) { SD_CS_DISABLE(); //等待SD卡写入完成超时，直接退出报错 return 1; } //本sector数据传输完成 }while(--count); //发结束传输令牌0xFD r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFD); if(r1==0x00) { count = 0xfe; } if(SD_WaitReady()) { while(1) { } } //写入完成，片选置1 SD_CS_DISABLE(); SPI_ReadWriteByte(0xff); return count; //返回count值，如果写完则count=0，否则count=1 }