STM32的SD卡读取Word格式.docx
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SPI模式允许简单的通过SPI接口来和SD卡通信，这种模式同SD卡模式相比就是丧失了速度。
SD卡的引脚排序如下图44.1.1所示：
图44.1.1SD卡引脚排序图
SD卡引脚功能描述如表45.1.2所示：
表45.1.2SD卡引脚功能表
SD卡只能使用3.3V的IO电平，所以，MCU一定要能够支持3.3V的IO端口输出。
注意：
在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加10~100K左右的上拉电阻。
SD卡有5个寄存器，如表45.1.3所示：
名称
宽度
描述
CID
128
卡标识寄存器
RCA
16
相对卡地址（Relativecardaddress）寄存器:
本地系统中卡的地址，动态变化，在主机初始化的时候确定
*SPI模式中没有
CSD
卡描述数据:
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
表45.1.3SD卡相关寄存器
关于这些寄存器的详细描述，请参考光盘相关SD卡资料。
我们在这里就不描述了。
接下来，我们看看SD卡的命令格式，如表45.1.4所示：
字节1
字节2--5
字节6
7
6
5
31
0
7
1
1
command
命令参数
CRC
表45.1.4SD卡命令格式
SD卡的指令由6个字节组成，字节1的最高2位固定为01，低6位为命令号（比如CMD16，为10000即16进制的0X10，完整的CMD16，第一个字节为01010000，即0X10+0X40）。
字节2~5为命令参数，有些命令是没有参数的。
字节6的高七位为CRC值，最低位恒定为1。
SD卡的命令总共有12类，分为Class0~Class11，本章，我们仅介绍几个比较重要的命令，如表45.1.5所示：
命令
参数
回应
CMD0（0X00）
NONE
R1
复位SD卡
CMD8（0X08）
VHS+Checkpattern
R7
发送接口状态命令
CMD9（0X09）
读取卡特定数据寄存器
CMD10（0X0A）
读取卡标志数据寄存器
CMD16（0X10）
块大小
设置块大小（字节数）
CMD17（0X11）
地址
读取一个块的数据
CMD24（0X18）
写入一个块的数据
CMD41（0X29）
R3
发送给主机容量支持信息和激活
卡初始化过程
CMD55（0X37）
告诉SD卡，下一个是特定应用命令
CMD58（0X3A）
读取OCR寄存器
表45.1.5SD卡部分命令
上表中，大部分的命令是初始化的时候用的。
表中的R1、R3和R7等是SD卡的回应，SD卡和单片机的通信采用发送应答机制，如图45.1.2所示：
图45.1.2SD卡命令传输过程
每发送一个命令，SD卡都会给出一个应答，以告知主机该命令的执行情况，或者返回主机需要获取的数据。
SPI模式下，SD卡针对不同的命令，应答可以使R1~R7，R1的应答，各位描述如表45.1.6所示：
R1响应格式
位
5
4
3
2
含义
开始位
始终为0
错误
擦除序列
CRC错误
非法
擦除
复位
闲置
状态
表45.1.6R1响应各位描述
R2~R7的响应，我们就不介绍了，请的大家参考SD卡2.0协议。
接下来，我们看看SD卡初始化过程。
因为我们使用的是SPI模式，所以先得让SD卡进入SPI模式。
方法如下：
在SD卡收到复位命令（CMD0）时，CS为有效电平（低电平）则SPI模式被启用。
不过在发送CMD0之前，要发送>
74个时钟，这是因为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，在卡初始化的时候，CLK时钟最大不能超过400Khz！
。
接着我们看看SD卡的初始化，SD卡的典型初始化过程如下：
1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2、上电延时（>
74个CLK）；
3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；
4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；
5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：
CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化
这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。
通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。
SD卡读取数据，这里通过CMD17来实现，具体过程如下：
1、发送CMD17；
2、接收卡响应R1；
3、接收数据起始令牌0XFE；
4、接收数据；
5、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。
6、禁止片选之后，发多8个CLK；
以上就是一个典型的读取SD卡数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下：
1、发送CMD24;
3、发送写数据起始令牌0XFE；
4、发送数据；
5、发送2字节的伪CRC；
以上就是一个典型的写SD卡过程。
关于SD卡的介绍，我们就介绍到这里，更详细的介绍请参考光盘SD卡的参考资料（SD卡2.0协议）。
44.2
硬件设计
本章实验功能简介：
开机的时候先初始化SD卡，如果SD卡初始化完成，则提示LCD初始化成功。
按下KEY0，读取SD卡扇区0的数据，然后通过串口发送到电脑。
如果没初始化通过，则在LCD上提示初始化失败。
同样用DS0来指示程序正在运行。
本实验用到的硬件资源有：
1）
指示灯DS0
2）
KEY0按键
3）
串口
4）
TFTLCD模块
5）
SD卡
前面四部分，在之前的实例已经介绍过了，这里我们介绍一下战舰STM32开发板板载的SD卡接口和STM32的连接关系，如图44.2.1所示：
图44.2.1SD卡接口与STM32连接原理图
我们用跳线帽将P10的SD_DT3、SD_CMD、SD_SCK、SD_DT0分别同P12的SD_CS、SPI2_MOSI、SPI2_SCK、SPI2_MISO连接起来，即实现SD卡的SPI模式连接。
硬件连接示意图如图44.2.2所示：
图44.2.2SD卡SPI方式硬件连接示意图
将图中所示的4处，用跳线帽短接，接口实现SD卡与STM32的SPI连接。
最后，你还得自备一个SD卡，将其插入板子下面的SD卡接口。
44.3
软件设计
打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个SD的文件夹。
然后新建一个MMC_SD.C和MMC_SD.H的文件保存在SD文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。
打开MMC_SD.C文件，在该文件里面，我们输入与SD卡相关的操作代码，这里由于篇幅限制，我们不贴出所有代码，仅介绍两个最重要的函数，第一个是SD_Initialize函数，该函数源码如下：
//初始化SD卡
u8SD_Initialize（void）
{
u8r1;
//存放SD卡的返回值
u16retry;
//用来进行超时计数
u8buf[4];
u16i;
SD_SPI_Init（）;
//初始化IO
SD_SPI_SpeedLow（）;
//设置到低速模式
for（i=0;
i<
10;
i++）SD_SPI_ReadWriteByte（0XFF）;
//发送最少74个脉冲
retry=20;
do
{
r1=SD_SendCmd（CMD0,0,0x95）;
//进入IDLE状态
}while（（r1!
=0X01）&
&
retry--）;
SD_Type=0;
//默认无卡
if（r1==0X01）
if（SD_SendCmd（CMD8,0x1AA,0x87）==1）//SDV2.0
4;
i++）buf=SD_SPI_ReadWriteByte（0XFF）;
//得到R7相应值
if（buf[2]==0X01&
buf[3]==0XAA）//卡是否支持2.7~3.6V
retry=0XFFFE;
SD_SendCmd（CMD55,0,0X01）;
//发送CMD55
r1=SD_SendCmd（CMD41,0x40000000,0X01）;
//发送CMD41
}while（r1&
retry--）;
if（retry&
SD_SendCmd（CMD58,0,0X01）==0）//鉴别SD2.0卡版本开始
//得到OCR值
if（buf[0]&
0x40）SD_Type=SD_TYPE_V2HC;
//检查CCS
elseSD_Type=SD_TYPE_V2;
}
}
}else//SDV1.x/MMC
V3
//发送CMD55
r1=SD_SendCmd（CMD41,0,0X01）;
if（r1<
=1）
{
SD_Type=SD_TYPE_V1;
do//等待退出IDLE模式
}else//MMC卡不支持CMD55+CMD41识别
SD_Type=SD_TYPE_MMC;
//MMCV3
{
r1=SD_SendCmd（CMD1,0,0X01）;
//发送CMD1
if（retry==0||SD_SendCmd（CMD16,512,0X01）!
=0）SD_Type=SD_TYPE_ERR;
//错误的卡
SD_DisSelect（）;
//取消片选
SD_SPI_SpeedHigh（）;
//高速
if（SD_Type）return0;
elseif（r1）returnr1;
return0xaa;
//其他错误
}
该函数先设置与SD相关的IO口及SPI初始化，然后发送CMD0，进入IDLE状态，并设置SD卡为SPI模式通信，然后判断SD卡类型，完成SD卡的初始化，注意该函数调用的SD_SPI_Init等函数，实际是对SPI2的相关函数进行了一层封装，方便移植。
另外一个要介绍的函数是SD_ReadDisk，该函数用于从SD卡读取一个扇区的数据（这里一般为512字节），该函数代码如下：
//读SD卡
//buf:
数据缓存区
//sector:
扇区
//cnt:
扇区数
//返回值:
0,ok;
其他,失败.
u8SD_ReadDisk（u8*buf,u32sector,u8cnt）
if（SD_Type!
=SD_TYPE_V2HC）sector<
<
=9;
//转换为字节地址
if（cnt==1）
r1=SD_SendCmd（CMD17,sector,0X01）;
//读命令
if（r1==0）r1=SD_RecvData（buf,512）;
//命令发送成功,接收512个字节
}else
r1=SD_SendCmd（CMD18,sector,0X01）;
//连续读命令
do
r1=SD_RecvData（buf,512）;
//接收512个字节
buf+=512;
}while（--cnt&
r1==0）;
SD_SendCmd（CMD12,0,0X01）;
//发送停止命令
}
returnr1;
//
此函数先发送CMD17命令，然后读取一个扇区的数据，详细见代码，这里我们就不多介绍了。
保存MMC_SD.C文件，并加入到HARDWARE组下，然后打开MMC_SD.H，在该文件里面输入如下代码：
#ifndef_MMC_SD_H_
#define_MMC_SD_H_
#include\"
sys.h\"
#include
//SD卡类型定义
#defineSD_TYPE_ERR
0X00
#defineSD_TYPE_MMC
0X01
#defineSD_TYPE_V1
0X02
#defineSD_TYPE_V2
0X04
#defineSD_TYPE_V2HC
0X06
//SD卡指令表
#defineCMD0
0
//卡复位
#defineCMD1
#defineCMD8
8
//命令8，SEND_IF_COND
#defineCMD9
9
//命令9，读CSD数据
#defineCMD10
10
//命令10，读CID数据
#defineCMD12
12
//命令12，停止数据传输
#defineCMD16
16
//命令16，设置SectorSize应返回0x00
#defineCMD17
17
//命令17，读sector
#defineCMD18
18
//命令18，读Multisector
#defineCMD23
23
//命令23，设置多sector写入前预先擦除N个block
#defineCMD24
24
//命令24，写sector
#defineCMD25
25
//命令25，写Multisector
#defineCMD41
41
//命令41，应返回0x00
#defineCMD55
55
//命令55，应返回0x01
#defineCMD58
58
//命令58，读OCR信息
#defineCMD59
59
//命令59，使能/禁止CRC，应返回0x00
//数据写入回应字意义
#defineMSD_DATA_OK
0x05
#defineMSD_DATA_CRC_ERROR
0x0B
#defineMSD_DATA_WRITE_ERROR
0x0D
#defineMSD_DATA_OTHER_ERROR
0xFF
//SD卡回应标记字
#defineMSD_RESPONSE_NO_ERROR
0x00
#defineMSD_IN_IDLE_STATE
0x01
#defineMSD_ERASE_RESET
0x02
#defineMSD_ILLEGAL_COMMAND
0x04
#defineMSD_COM_CRC_ERROR
0x08
#defineMSD_ERASE_SEQUENCE_ERROR
0x10
#defineMSD_ADDRESS_ERROR
0x20
#defineMSD_PARAMETER_ERROR
0x40
#defineMSD_RESPONSE_FAILURE
0xFF
//这部分应根据具体的连
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