STM32——SPI驱动SD卡

文末有工程链接（FATFS文件系统也移植了）
VCC:5V
GND:GND
MISO:PA6
MOSI:PA7
SCK:PA5
CS:PA4


/*外设驱动*/
/*.c*/
/*以下是SPI1口初始化模块的初始化代码，访问SD Card这里针是对SPI1的初始化*/void SPI1_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );//PORTA与SPI1时钟使能     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOAGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);SD_CS=1;GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7); SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:设置为主SPISPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;       //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;       //串行同步时钟的空闲状态为高电平SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;  //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;     //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;     //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;  //CRC值计算的多项式SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输         }
//SPI 速度设置函数
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2   2分频
//SPI_BaudRatePrescaler_8   8分频
//SPI_BaudRatePrescaler_16  16分频
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频 void SPI1_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));SPI1->CR1&=0XFFC7;SPI1->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //设置SPI1速度 SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); } //SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{       u8 retry=0;                    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位{retry++;if(retry>200)return 0;}              SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据retry=0;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位{retry++;if(retry>200)return 0;}                               return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据
}/*.h*/
#define SD_CS  PAout(4)void SPI1_Init(void);             //初始化SPI口
void SPI1_SetSpeed(u8 SpeedSet); //设置SPI速度
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData);//SPI总线读写一个字节

/*SD卡驱动*//*.c*/
//SD卡的类型
u8  SD_Type=0;//等待卡准备好
//返回值:0,准备好了;其他,错误代码
u8 SD_WaitReady(void)
{u32 t=0;u8 reg;for(t=0;t<0xffff;t++){reg=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//获取返回值if(reg==0XFF)break;     }if(t<0xffffff)return 0;elsereturn 1;
}//取消选择,释放SPI总线
void SD_DisSelect(void)
{SD_CS=1;SPI1_ReadWriteByte(0xff);//提供额外的8个时钟
}//选择sd卡,并且等待卡准备OK
//返回值:0,成功;1,失败;
u8 SD_Select(void)
{SD_CS=0;if(SD_WaitReady()==0)   //等待成功return 0;SD_DisSelect();  //等待失败return 1;
}//向SD卡发送一个命令
//输入: u8 cmd   命令
//      u32 arg  命令参数
//      u8 crc   crc校验值
//返回值:SD卡返回的响应
u8 SD_SendCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{u8 r1=0;  u8 Retry=0; SD_DisSelect();    //取消上次片选if(SD_Select()) //片选失效 {return 0XFF;}//发送//分别写入命令SPI1_ReadWriteByte(cmd | 0x40);SPI1_ReadWriteByte(arg >> 24);SPI1_ReadWriteByte(arg >> 16);SPI1_ReadWriteByte(arg >> 8);SPI1_ReadWriteByte(arg);   SPI1_ReadWriteByte(crc); if(cmd==CMD12)SPI1_ReadWriteByte(0xff);//等待响应，或超时退出Retry=0X1F;do{r1=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);}while((r1&0X80) && Retry--);     //返回状态值return r1;
}
//初始化SD卡
u8 SD_Init(void)
{u8 r1=0;          // 存放SD卡的返回值u16 retry;  // 用来进行超时计数u8 buf[4];u16 i;SPI1_Init(); //初始化SPI1SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_256);  //配置为低速度模式for(i=0;i<10;i++)   //发送至少74个脉冲{SPI1_ReadWriteByte(0xff);}retry=20;do{//进入IDLE状态r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);}  while((r1!=0X01) && (retry--));//默认无卡SD_Type=0;//识别卡类型if(r1==0X01){//SD V2.0if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1){//Get trailing return value of R7 respfor(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);  //卡是否支持2.7~3.6Vif(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA){retry=0XFFFE;do{//发送CMD55SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);   //发送CMD41r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);}while(r1&&retry--);//鉴别SD2.0卡版本开始if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0){//得到OCR值for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//检查CCSif(buf[0]&0x40){SD_Type=SD_TYPE_V2HC;   }                      else{SD_Type=SD_TYPE_V2; }                     }}}}//SD V1.x/ MMC  V3else{//发送CMD55SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);       //发送CMD41r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);  if(r1<=1){      SD_Type=SD_TYPE_V1;retry=0XFFFE;//等待退出IDLE模式do {//发送CMD55SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);    //发送CMD41r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);}while(r1&&retry--);}//MMC卡不支持CMD55+CMD41识别else{//MMC V3SD_Type=SD_TYPE_MMC;retry=0XFFFE;//等待退出IDLE模式do {                                              //发送CMD1r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);}while(r1&&retry--);  }//错误的卡if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0){SD_Type=SD_TYPE_ERR;}}//取消片选SD_DisSelect();//配置为高速度模式SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_4);if(SD_Type){return 0;}else if(r1){return r1; }     //其他错误return 0xaa;
}
//等待SD卡回应
//Response:要得到的回应值
//返回值:0,成功得到了该回应值
//    其他,得到回应值失败
u8 SD_GetResponse(u8 Response)
{//等待次数  u16 Count=0xFFFF;                           //等待得到准确的回应   while ((SPI1_ReadWriteByte(0XFF)!=Response)&&Count){Count--;  }if (Count==0){//得到回应失败 return MSD_RESPONSE_FAILURE;  }else{//正确回应return MSD_RESPONSE_NO_ERROR;}
}//从sd卡读取一个数据包的内容
//buf:数据缓存区
//len:要读取的数据长度.
//返回值:0,成功;其他,失败;
u8 SD_RecvData(u8*buf,u16 len)
{                 //等待SD卡发回数据起始令牌0xFEif(SD_GetResponse(0xFE)){return 1;}//开始接收数据while(len--){*buf=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);buf++;}//下面是2个伪CRC（dummy CRC）SPI1_ReadWriteByte(0xFF);SPI1_ReadWriteByte(0xFF);     //读取成功                                                  return 0;
}//获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
//输入:u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
//返回值:0：NO_ERR
//       1：错误
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)
{u8 r1;  //发CMD9命令，读CSDr1=SD_SendCmd(CMD9,0,0x01);if(r1==0){//接收16个字节的数据 r1=SD_RecvData(csd_data, 16);}//取消片选SD_DisSelect();if(r1){return 1;}else{return 0;}
}  //获取SD卡的总扇区数（扇区数）
//返回值:0： 取容量出错
//       其他:SD卡的容量(扇区数/512字节)
//每扇区的字节数必为512，因为如果不是512，则初始化不能通过.
u32 SD_GetSectorCount(void)
{u8 csd[16];u32 Capacity;  u8 n;u16 csize;                          //取CSD信息，如果期间出错，返回0if(SD_GetCSD(csd)!=0){return 0;       }//如果为SDHC卡，按照下面方式计算//V2.00的卡if((csd[0]&0xC0)==0x40)    {  csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;//得到扇区数    Capacity = (u32)csize << 10;            }//V1.XX的卡else{  n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;csize = (csd[8] >> 6) + ((u16)csd[7] << 2) + ((u16)(csd[6] & 3) << 10) + 1;//得到扇区数 Capacity= (u32)csize << (n - 9);  }return Capacity;
}u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{u8 r1;//转换为字节地址if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC){sector <<= 9;}if(cnt==1){//读命令r1=SD_SendCmd(CMD17,sector,0X01);//指令发送成功if(r1==0){//接收512个字节   r1=SD_RecvData(buf,512);  }}else{//连续读命令r1=SD_SendCmd(CMD18,sector,0X01);do{//接收512个字节    r1=SD_RecvData(buf,512);buf+=512;  }while(--cnt && r1==0);    //发送停止命令SD_SendCmd(CMD12,0,0X01);   }   //取消片选SD_DisSelect();return r1;
}//读取SD卡的指定扇区的内容，并通过串口1输出
//sec：扇区物理地址编号
void SD_Read_Sectorx(u32 sec)
{//存储扇区数据u8 buf[512];u16 i;//读取0扇区的内容if(SD_ReadDisk(buf,sec,1)==0)    {   LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"USART1 Sending Data...");printf("SECTOR 0 DATA:\r\n");//打印sec扇区数据  for(i=0;i<512;i++)printf("%x ",buf[i]);        printf("\r\nDATA ENDED\r\n");LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"USART1 Send Data Over!");}
}//获取SD卡的CID信息，包括制造商信息
//输入: u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
//返回值:0：NO_ERR
//       1：错误
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)
{u8 r1;    //发CMD10命令，读CIDr1=SD_SendCmd(CMD10,0,0x01);if(r1==0x00){//接收16个字节的数据    r1=SD_RecvData(cid_data,16);}//取消片选SD_DisSelect();if(r1)return 1;elsereturn 0;
}//向sd卡写入一个数据包的内容 512字节
//buf:数据缓存区
//cmd:指令
//返回值:0,成功;其他,失败;
u8 SD_SendBlock(u8*buf,u8 cmd)
{   u16 t;            //等待准备失效if(SD_WaitReady()){return 1;}SPI1_ReadWriteByte(cmd);//不是结束指令if(cmd!=0XFD){//提高速度,减少函数传参时间for(t=0;t<512;t++){SPI1_ReadWriteByte(buf[t]);}//忽略crcSPI1_ReadWriteByte(0xFF);SPI1_ReadWriteByte(0xFF);//接收响应t=SPI1_ReadWriteByte(0xFF);if((t&0x1F)!=0x05){//响应错误     return 2;       }           }                               //写入成功                                                  return 0;
}//写SD卡
//buf:数据缓存区
//sector:起始扇区
//cnt:扇区数
//返回值:0,ok;其他,失败.
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{u8 r1;//转换为字节地址if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC){sector *= 512;}if(cnt==1){//读命令r1=SD_SendCmd(CMD24,sector,0X01);//指令发送成功if(r1==0){//写512个字节       r1=SD_SendBlock(buf,0xFE);}}else{if(SD_Type!=SD_TYPE_MMC){SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);    //发送指令  SD_SendCmd(CMD23,cnt,0X01);}//连续读命令r1=SD_SendCmd(CMD25,sector,0X01);if(r1==0){do{//接收512个字节   r1=SD_SendBlock(buf,0xFC);buf+=512;  }while(--cnt && r1==0);//接收512个字节 r1=SD_SendBlock(0,0xFD);}}   //取消片选SD_DisSelect();return r1;
}   /*.h*/
// SD卡类型定义
#define SD_TYPE_ERR     0X00
#define SD_TYPE_MMC     0X01
#define SD_TYPE_V1      0X02
#define SD_TYPE_V2      0X04
#define SD_TYPE_V2HC    0X06// SD卡指令表
#define CMD0    0       //卡复位
#define CMD1    1
#define CMD8    8       //命令8 ，SEND_IF_COND
#define CMD9    9       //命令9 ，读CSD数据
#define CMD10   10      //命令10，读CID数据
#define CMD12   12      //命令12，停止数据传输
#define CMD16   16      //命令16，设置SectorSize 应返回0x00
#define CMD17   17      //命令17，读sector
#define CMD18   18      //命令18，读Multi sector
#define CMD23   23      //命令23，设置多sector写入前预先擦除N个block
#define CMD24   24      //命令24，写sector
#define CMD25   25      //命令25，写Multi sector
#define CMD41   41      //命令41，应返回0x00
#define CMD55   55      //命令55，应返回0x01
#define CMD58   58      //命令58，读OCR信息
#define CMD59   59      //命令59，使能/禁止CRC，应返回0x00//数据写入回应字意义
#define MSD_DATA_OK                0x05
#define MSD_DATA_CRC_ERROR         0x0B
#define MSD_DATA_WRITE_ERROR       0x0D
#define MSD_DATA_OTHER_ERROR       0xFF//SD卡回应标记字
#define MSD_RESPONSE_NO_ERROR      0x00
#define MSD_IN_IDLE_STATE          0x01
#define MSD_ERASE_RESET            0x02
#define MSD_ILLEGAL_COMMAND        0x04
#define MSD_COM_CRC_ERROR          0x08
#define MSD_ERASE_SEQUENCE_ERROR   0x10
#define MSD_ADDRESS_ERROR          0x20
#define MSD_PARAMETER_ERROR        0x40
#define MSD_RESPONSE_FAILURE       0xFFvoid SD_Read_Sectorx(u32 sec);
u8 SD_Init(void);
u8 SD_WaitReady(void);
u8 SD_GetResponse(u8 Response);
u32 SD_GetSectorCount(void);
u8 SD_GetCID(u8 *cid_data);
u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data);
u8 SD_ReadDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);
u8 SD_WriteDisk(u8*buf,u32 sector,u8 cnt);

Projrct源码

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