STM32+SD NAND(贴片SD卡)完成FATFS文件系统移植与测试
描述
一、前言
在STM32项目开发中，经常会用到存储芯片存储数据。 比如：关机时保存机器运行过程中的状态数据，上电再从存储芯片里读取数据恢复；在存储芯片里也会存放很多资源文件。比如，开机音乐，界面上的菜单图标，字库文件，方便设备开机加载。
为了让单片机更加方便的读写这些资源文件，通常都会加文件系统，如果没有文件系统，直接读取写扇区的方式，对数据不好管理。 这篇文章就手把手教大家，在STM32上完成FATFS文件系统的移植；主控芯片采用STM32F103ZET6， 存储芯片我这里采用（雷龙） CS创世 SD NAND 。 SD NAND 简单来说就是贴片式SD卡，使用起来与普通的SD卡一样，简单的区别就是：比TF卡稳定，比eMMC便宜。 下面章节里会详细介绍下 CS创世 SD NAND。
下面是CS创世 SD NAND 与STM32开发的板的接线实物图：
这是读写扇区测试的结果：
二、SD NAND 介绍
我当前使用的SD NAND型号是，CSNP32GCR01-AOW，容量是4GB。
下面是通过编写STM32代码读取的存储信息：
Card Type:SDHC V2.0
Card ManufacturerID:102
Card RCA:5000
Card Capacity:3696 MB
Card BlockSize:512
芯片的详细参数如下：
【1】不用写驱动程序自带坏块管理
【2】尺寸小巧，简单易用，兼容性强，稳定可靠，固件可定制，LGA-8封装
【3】标准SDIO接口，兼容SPI，兼容拔插式TF卡/SD卡，可替代普通TF卡/SD卡
【4】尺寸6.2x8mm，直接贴片，不占空间
【5】内置平均读写算法，通过1万次随机掉电测试
【6】耐高低温，机贴手贴都非常方便
【7】速度级别Class10（读取速度23.5MB/S写入速度12.3MB/S）
【8】支持标准的SD 2.0协议，用户可以直接移植标准驱动代码，省去了驱动代码编程环节。支持TF卡启动的SOC都可以用SD NAND
【9】比TF卡稳定，比eMMC便宜
下面是芯片的实物图： 这是官网申请的样品，焊接了转接板，可以直接插在SD卡卡槽上测试。 最终选型之后，设计PCB板时，设计接口，直接贴片上去使用，非常稳定，抖动也不会导致，外置卡TF卡这种容易松动的问题。
这是雷龙的官网：http://www.longsto.com/product/35.html
三、编写SD NAND驱动代码
SD NAND 的驱动代码与正常的SD卡协议是一样的，支持标准的SD 2.0协议，下面我就直接贴出写好的驱动代码。
包括了模拟SPI，硬件SPI，SDIO等3种方式，完成对SD NAND 的读写。我当前使用的主控板子是STM32F103ZET6，如果你使用的板子不是这一款，可能还是其他的CPU也没关系；我这里直接贴出了SPI模拟时序的驱动代码，可以直接移植到任何单片机上使用，代码拷贝过去也只需要修改GPIO口即可，非常方便。
3.1 SPI模拟时序驱动方式
（1）整体工程代码
这是当前工程的截图: 代码采用寄存器风格编写，非常简洁。
当前工程完成SD NAND卡初始化，扇区的读写，测试芯片基本的使用情况。
（2） sd.c
#include "sdcard.h"
static u8 SD_Type=0; //存放SD卡的类型
/*
函数功能：SD卡底层接口,通过SPI时序向SD卡读写一个字节
函数参数：data是要写入的数据
返 回 值：读到的数据
*/
u8 SDCardReadWriteOneByte(u8 DataTx)
{
u8 i;
u8 data=0;
for(i=0;i< 8;i++)
{
SDCARD_SCK=0;
if(DataTx&0x80)SDCARD_MOSI=1;
else SDCARD_MOSI=0;
SDCARD_SCK=1;
DataTx< <=1;
data< <=1;
if(SDCARD_MISO)data|=0x01;
}
return data;
}
//4种: 边沿两种、电平是两种
/*
函数功能：底层SD卡接口初始化
本程序SPI接口如下：
PC11 片选 SDCardCS
PC12 时钟 SDCardSCLK
PD2 输出 SPI_MOSI--主机输出从机输入
PC8 输入 SPI_MISO--主机输入从机输出
*/
void SDCardSpiInit(void)
{
/*1. 开启时钟*/
RCC- >APB2ENR|=1< < 5; //使能PORTD时钟
RCC- >APB2ENR|=1< < 4; //使能PORTC时钟
/*2. 配置GPIO口模式*/
GPIOC- >CRH&=0xFFF00FF0;
GPIOC- >CRH|=0x00033008;
GPIOD- >CRL&=0xFFFFF0FF;
GPIOD- >CRL|=0x00000300;
/*3. 上拉*/
GPIOC- >ODR|=1< < 8;
GPIOC- >ODR|=1< < 11;
GPIOC- >ODR|=1< < 12;
GPIOD- >ODR|=1< < 2;
}
/*
函数功能：取消选择,释放SPI总线
*/
void SDCardCancelCS(void)
{
SDCARD_CS=1;
SDCardReadWriteOneByte(0xff);//提供额外的8个时钟
}
/*
函数 功 能：选择sd卡,并且等待卡准备OK
函数返回值：0,成功;1,失败;
*/
void SDCardSelectCS(void)
{
SDCARD_CS=0;
SDCardWaitBusy();//等待成功
}
/*
函数 功 能：等待卡准备好
函数返回值：0,准备好了;其他,错误代码
*/
void SDCardWaitBusy(void)
{
while(SDCardReadWriteOneByte(0XFF)!=0XFF){}
}
/*
函数功能：等待SD卡回应
函数参数：
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 SDCardGetAck(u8 Response)
{
u16 Count=0xFFFF;//等待次数
while((SDCardReadWriteOneByte(0XFF)!=Response)&&Count)Count--;//等待得到准确的回应
if(Count==0)return SDCard_RESPONSE_FAILURE;//得到回应失败
else return SDCard_RESPONSE_NO_ERROR;//正确回应
}
/*
函数功能：从sd卡读取一个数据包的内容
函数参数：
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 SDCardRecvData(u8*buf,u16 len)
{
if(SDCardGetAck(0xFE))return 1;//等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
while(len--)//开始接收数据
{
*buf=SDCardReadWriteOneByte(0xFF);
buf++;
}
//下面是2个伪CRC（dummy CRC）
SDCardReadWriteOneByte(0xFF);
SDCardReadWriteOneByte(0xFF);
return 0;//读取成功
}
/*
函数功能：向sd卡写入一个数据包的内容 512字节
函数参数：
buf 数据缓存区
cmd 指令
返 回 值：0表示成功;其他值表示失败;
*/
u8 SDCardSendData(u8*buf,u8 cmd)
{
u16 t;
SDCardWaitBusy(); //等待忙状态
SDCardReadWriteOneByte(cmd);
if(cmd!=0XFD)//不是结束指令
{
for(t=0;t< 512;t++)SDCardReadWriteOneByte(buf[t]);//提高速度,减少函数传参时间
SDCardReadWriteOneByte(0xFF); //忽略crc
SDCardReadWriteOneByte(0xFF);
t=SDCardReadWriteOneByte(0xFF); //接收响应
if((t&0x1F)!=0x05)return 2; //响应错误
}
return 0;//写入成功
}
/*
函数功能：向SD卡发送一个命令
函数参数：
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 SendSDCardCmd(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
{
u8 r1;
SDCardCancelCS(); //取消上次片选
SDCardSelectCS(); //选中SD卡
//发送数据
SDCardReadWriteOneByte(cmd | 0x40);//分别写入命令
SDCardReadWriteOneByte(arg > > 24);
SDCardReadWriteOneByte(arg > > 16);
SDCardReadWriteOneByte(arg > > 8);
SDCardReadWriteOneByte(arg);
SDCardReadWriteOneByte(crc);
if(cmd==SDCard_CMD12)SDCardReadWriteOneByte(0xff);//Skip a stuff byte when stop reading
do
{
r1=SDCardReadWriteOneByte(0xFF);
}while(r1&0x80); //等待响应，或超时退出
return r1; //返回状态值
}
/*
函数功能：获取SD卡的CID信息，包括制造商信息
函数参数：u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
返 回 值：
0：成功，1：错误
*/
u8 GetSDCardCISDCardOutnfo(u8 *cid_data)
{
u8 r1;
//发SDCard_CMD10命令，读CID
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD10,0,0x01);
if(r1==0x00)
{
r1=SDCardRecvData(cid_data,16);//接收16个字节的数据
}
SDCardCancelCS();//取消片选
if(r1)return 1;
else return 0;
}
/*
函数说明：
获取SD卡的CSD信息，包括容量和速度信息
函数参数：
u8 *cid_data(存放CID的内存，至少16Byte）
返 回 值：
0：成功，1：错误
*/
u8 GetSDCardCSSDCardOutnfo(u8 *csd_data)
{
u8 r1;
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD9,0,0x01); //发SDCard_CMD9命令，读CSD
if(r1==0)
{
r1=SDCardRecvData(csd_data, 16);//接收16个字节的数据
}
SDCardCancelCS();//取消片选
if(r1)return 1;
else return 0;
}
/*
函数功能：获取SD卡的总扇区数（扇区数）
返 回 值：
0表示容量检测出错，其他值表示SD卡的容量(扇区数/512字节)
说 明：
每扇区的字节数必为512字节，如果不是512字节，则初始化不能通过.
*/
u32 GetSDCardSectorCount(void)
{
u8 csd[16];
u32 Capacity;
u16 csize;
if(GetSDCardCSSDCardOutnfo(csd)!=0) return 0; //取CSD信息，如果期间出错，返回0
if((csd[0]&0xC0)==0x40) //SDHC卡，按照下面方式计算
{
csize = csd[9] + ((u16)csd[8] < < 8) + 1;
Capacity = (u32)csize < < 10;//得到扇区数
}
return Capacity;
}
/*
函数功能： 初始化SD卡
返 回 值： 非0表示初始化失败!
*/
u8 SDCardDeviceInit(void)
{
u8 r1; // 存放SD卡的返回值
u8 buf[4];
u16 i;
SDCardSpiInit();//初始化底层IO口
for(i=0;i< 10;i++)SDCardReadWriteOneByte(0xFF); //发送最少74个脉冲
do
{
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD0,0,0x95);//进入IDLE状态 闲置
}while(r1!=0X01);
SD_Type=0; //默认无卡
if(r1==0X01)
{
if(SendSDCardCmd(SDCard_CMD8,0x1AA,0x87)==1) //SD V2.0
{
for(i=0;i< 4;i++)buf[i]=SDCardReadWriteOneByte(0XFF);
if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA) //卡是否支持2.7~3.6V
{
do
{
SendSDCardCmd(SDCard_CMD55,0,0X01); //发送SDCard_CMD55
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD41,0x40000000,0X01);//发送SDCard_CMD41
}while(r1);
if(SendSDCardCmd(SDCard_CMD58,0,0X01)==0)//鉴别SD2.0卡版本开始
{
for(i=0;i< 4;i++)buf[i]=SDCardReadWriteOneByte(0XFF);//得到OCR值
if(buf[0]&0x40)SD_Type=SDCard_TYPE_V2HC; //检查CCS
else SD_Type=SDCard_TYPE_V2;
}
}
}
}
printf("SD_Type=0x%Xrn",SD_Type);
SDCardCancelCS(); //取消片选
if(SD_Type)return 0; //初始化成功返回0
else if(r1)return r1; //返回值错误值
return 0xaa; //其他错误
}
/*
函数功能：读SD卡
函数参数：
buf:数据缓存区
sector:扇区
cnt:扇区数
返回值:
0,ok;其他,失败.
说 明：
SD卡一个扇区大小512字节
*/
u8 SDCardReadData(u8*buf,u32 sector,u32 cnt)
{
u8 r1;
if(SD_Type!=SDCard_TYPE_V2HC)sector< <=9;//转换为字节地址
if(cnt==1)
{
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD17,sector,0X01);//读命令
if(r1==0) //指令发送成功
{
r1=SDCardRecvData(buf,512); //接收512个字节
}
}else
{
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD18,sector,0X01);//连续读命令
do
{
r1=SDCardRecvData(buf,512);//接收512个字节
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
SendSDCardCmd(SDCard_CMD12,0,0X01); //发送停止命令
}
SDCardCancelCS();//取消片选
return r1;//
}
/*
函数功能：向SD卡写数据
函数参数：
buf:数据缓存区
sector:起始扇区
cnt:扇区数
返回值：
0,ok;其他,失败.
说 明：
SD卡一个扇区大小512字节
*/
u8 SDCardWriteData(u8*buf,u32 sector,u32 cnt)
{
u8 r1;
if(SD_Type!=SDCard_TYPE_V2HC)sector *= 512;//转换为字节地址
if(cnt==1)
{
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD24,sector,0X01);//读命令
if(r1==0)//指令发送成功
{
r1=SDCardSendData(buf,0xFE);//写512个字节
}
}
else
{
if(SD_Type!=SDCard_TYPE_MMC)
{
SendSDCardCmd(SDCard_CMD55,0,0X01);
SendSDCardCmd(SDCard_CMD23,cnt,0X01);//发送指令
}
r1=SendSDCardCmd(SDCard_CMD25,sector,0X01);//连续读命令
if(r1==0)
{
do
{
r1=SDCardSendData(buf,0xFC);//接收512个字节
buf+=512;
}while(--cnt && r1==0);
r1=SDCardSendData(0,0xFD);//接收512个字节
}
}
SDCardCancelCS();//取消片选
return r1;//
}
（3） sd.h
#ifndef SD_H
#define SD_H_
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
/*----------------------------------------------
本程序SPI接口如下：
PC11 片选 SDCardCS
PC12 时钟 SDCardSCLK
PD2 输出 SPI_MOSI--主机输出从机输入
PC8 输入 SPI_MISO--主机输入从机输出
------------------------------------------------*/
#define SDCARD_CS PCout(11)
#define SDCARD_SCK PCout(12)
#define SDCARD_MOSI PDout(2)
#define SDCARD_MISO PCin(8)
// SD卡类型定义
#define SDCard_TYPE_ERR 0X00 //卡类型错误
#define SDCard_TYPE_MMC 0X01 //MMC卡
#define SDCard_TYPE_V1 0X02
#define SDCard_TYPE_V2 0X04
#define SDCard_TYPE_V2HC 0X06
// SD卡指令表
#define SDCard_CMD0 0 //卡复位
#define SDCard_CMD1 1
#define SDCard_CMD8 8 //命令8 ，SEND_IF_COND
#define SDCard_CMD9 9 //命令9 ，读CSD数据
#define SDCard_CMD10 10 //命令10，读CID数据
#define SDCard_CMD12 12 //命令12，停止数据传输
#define SDCard_CMD13 16 //命令16，设置扇区大小 应返回0x00
#define SDCard_CMD17 17 //命令17，读扇区
#define SDCard_CMD18 18 //命令18，读Multi 扇区
#define SDCard_CMD23 23 //命令23，设置多扇区写入前预先擦除N个block
#define SDCard_CMD24 24 //命令24，写扇区
#define SDCard_CMD25 25 //命令25，写多个扇区
#define SDCard_CMD41 41 //命令41，应返回0x00
#define SDCard_CMD55 55 //命令55，应返回0x01
#define SDCard_CMD58 58 //命令58，读OCR信息
#define SDCard_CMD59 59 //命令59，使能/禁止CRC，应返回0x00、
/*SD卡回应标记字*/
#define SDCard_RESPONSE_NO_ERROR 0x00 //正确回应
#define SDCard_SD_IN_IDLE_STATE 0x01 //闲置状态
#define SDCard_SD_ERASE_RESET 0x02 //擦除复位
#define SDCard_RESPONSE_FAILURE 0xFF //响应失败
//函数声明
u8 SDCardReadWriteOneByte(u8 data); //底层接口，SPI读写字节函数
void SDCardWaitBusy(void); //等待SD卡准备
u8 SDCardGetAck(u8 Response); //获得应答
u8 SDCardDeviceInit(void); //初始化
u8 SDCardReadData(u8*buf,u32 sector,u32 cnt); //读块(扇区)
u8 SDCardWriteData(u8*buf,u32 sector,u32 cnt); //写块(扇区)
u32 GetSDCardSectorCount(void); //读扇区数
u8 GetSDCardCISDCardOutnfo(u8 *cid_data); //读SD卡CID
u8 GetSDCardCSSDCardOutnfo(u8 *csd_data); //读SD卡CSD
#endif
（4）运行效果
3.2 SPI硬件时序方式
上面的3.1小节是采用SPI模拟时序驱动SD NAND，STM32本身集成有SPI硬件模块，可以直接利用STM32硬件SPI接口读写。
下面贴出底层的适配代码。 上面贴出的驱动代码里，已经将驱动接口部分和协议逻辑部分区分开了，替换底层的SIP读写代码非常方便。
（1）主要替换的代码
/*
函数功能：SPI初始化(模拟SPI)
硬件连接：
MISO--- >PB14
MOSI--- >PB15
SCLK--- >PB13
*/
void SPI_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC- >APB1ENR|=1< < 14; //开启SPI2时钟
RCC- >APB2ENR|=1< < 3; //PB
GPIOB- >CRH&=0X000FFFFF; //清除寄存器
GPIOB- >CRH|=0XB8B00000;
GPIOB- >ODR|=0X7< < 13; //PB13/14/15上拉--输出高电平
/*SPI2基本配置*/
SPI2- >CR1=0X0; //清空寄存器
SPI2- >CR1|=0< < 15; //选择“双线双向”模式
SPI2- >CR1|=0< < 11; //使用8位数据帧格式进行发送/接收；
SPI2- >CR1|=0< < 10; //全双工(发送和接收)；
SPI2- >CR1|=1< < 9; //启用软件从设备管理
SPI2- >CR1|=1< < 8; //NSS
SPI2- >CR1|=0< < 7; //帧格式，先发送高位
SPI2- >CR1|=0x0< < 3;//当总线频率为36MHZ时，SPI速度为18MHZ，高速。
SPI2- >CR1|=1< < 2; //配置为主设备
SPI2- >CR1|=1< < 1; //空闲状态时， SCK保持高电平。
SPI2- >CR1|=1< < 0; //数据采样从第二个时钟边沿开始。
SPI2- >CR1|=1< < 6; //开启SPI设备。
}
/*
函数功能：SPI读写一个字节
*/
u8 SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
u16 cnt=0;
while((SPI2- >SR&1< < 1)==0) //等待发送区空--等待发送缓冲为空
{
cnt++;
if(cnt >=65530)return 0; //超时退出 u16=2个字节
}
SPI2- >DR=data_tx; //发送一个byte
cnt=0;
while((SPI2- >SR&1< < 0)==0) //等待接收完一个byte
{
cnt++;
if(cnt >=65530)return 0; //超时退出
}
return SPI2- >DR; //返回收到的数据
}
函数功能：SD卡底层接口,通过SPI时序向SD卡读写一个字节
函数参数：data是要写入的数据
返 回 值：读到的数据
*/
u8 SDCardReadWriteOneByte(u8 DataTx)
{
return SPI_ReadWriteOneByte(DataTx);
}
（2）运行效果
3.3 SDIO方式
如果想提高SD NAND的读写速度，可以采用SDIO协议，STM32本身有SDIO的硬件支持，配置好SDIO的寄存器即可完成SD NAND的操作。 SDIO的数据线都比SPI多，读写速度自然没法比的。
下面贴出STM32F103ZE上面编写的SDIO协议读写SD NAND的驱动代码。
（1）整体工程代码
（2）sdio.c
#include "sdio_sdcard.h"
#include "string.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
static u8 CardType=SDIO_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
static u8 DeviceMode=SD_DMA_MODE; //工作模式,注意,工作模式必须通过SDIO_SdCardSetDeviceMode,后才算数.这里只是定义一个默认的模式(SD_DMA_MODE)
static u8 StopCondition=0; //是否发送停止传输标志位,DMA多块读写的时候用到
volatile SDIO_SD_ERROR_INFO TransferError=SD_OK; //数据传输错误标志,DMA读写时使用
volatile u8 TransferEnd=0; //传输结束标志,DMA读写时使用
SD_CardInfo SDCardInfo; //SD卡信息
//SDIO_SdCardReadDiskSector/SDIO_SdCardWriteDiskSector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 SDIO_DATA_BUFFER[512];
/*
SD卡与开发板的SDIO方式接线关系如下:
DATA0---PC8
DATA1---PC9
DATA2---PC10
DATA3---PC11
CLK-----PC1
CMD-----PD2
*/
/*
函数功能:SDIO方式初始化SD卡
返回值 :错误代码;(0,无错误)
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardInit(void)
{
u8 clkdiv=0;
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
//SDIO IO口初始化
RCC- >APB2ENR|=1< < 4; //使能PORTC时钟
RCC- >APB2ENR|=1< < 5; //使能PORTD时钟
RCC- >AHBENR|=1< < 10; //使能SDIO时钟
RCC- >AHBENR|=1< < 1; //使能DMA2时钟
GPIOC- >CRH&=0XFFF00000;
GPIOC- >CRH|=0X000BBBBB; //PC.8~12 复用输出
GPIOD- >CRL&=0XFFFFF0FF;
GPIOD- >CRL|=0X00000B00; //PD2复用输出,PD7 上拉输入
//SDIO外设寄存器设置为默认值
SDIO- >POWER=0x00000000;
SDIO- >CLKCR=0x00000000;
SDIO- >ARG=0x00000000;
SDIO- >CMD=0x00000000;
SDIO- >DTIMER=0x00000000;
SDIO- >DLEN=0x00000000;
SDIO- >DCTRL=0x00000000;
SDIO- >ICR=0x00C007FF;
SDIO- >MASK=0x00000000;
STM32_NVIC_SetPriority(SDIO_IRQn,0,0); //SDIO中断配置
errorstatus=SDIO_SdPowerON(); //SD卡上电
SDIO_SdCardInitializeCards(); //初始化SD卡
SDIO_SdCardGetInfo(&SDCardInfo); //获取卡信息
SDIO_SdCardSelectAddr((u32)(SDCardInfo.RCA< < 16));//选中SD卡
SDIO_SdCardEnableWideBusOperation(1); //4位宽度,如果是MMC卡,则不能用4位模式
if((errorstatus==SD_OK)||(SDIO_MULTIMEDIA_CARD==CardType))
{
if(SDCardInfo.CardType==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1||SDCardInfo.CardType==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0)
{
clkdiv=SDIO_TRANSFER_CLK_DIV+6; //V1.1/V2.0卡，设置最高72/12=6Mhz
}else clkdiv=SDIO_TRANSFER_CLK_DIV; //SDHC等其他卡，设置最高72/6=12Mhz
SDIO_ClockSet(clkdiv); //设置时钟频率,SDIO时钟计算公式:SDIO_CK时钟=SDIOCLK/[clkdiv+2];其中,SDIOCLK固定为48Mhz
errorstatus=SDIO_SdCardSetDeviceMode(SD_POLLING_MODE); //设置为查询模式
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能: SDIO时钟初始化设置
函数参数:
clkdiv:时钟分频系数
CK时钟=SDIOCLK/[clkdiv+2];(SDIOCLK时钟固定为48Mhz)
*/
void SDIO_ClockSet(u8 clkdiv)
{
u32 tmpreg=SDIO- >CLKCR;
tmpreg&=0XFFFFFF00;
tmpreg|=clkdiv;
SDIO- >CLKCR=tmpreg;
}
/*
函数功能: SDIO发送命令函数
函数参数:
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 SDIO_SendCmd(u8 cmdindex,u8 waitrsp,u32 arg)
{
u32 tmpreg;
SDIO- >ARG=arg;
tmpreg=SDIO- >CMD;
tmpreg&=0XFFFFF800; //清除index和waitrsp
tmpreg|=cmdindex&0X3F; //设置新的index
tmpreg|=waitrsp< < 6; //设置新的wait rsp
tmpreg|=0< < 8; //无等待
tmpreg|=1< < 10; //命令通道状态机使能
SDIO- >CMD=tmpreg;
}
/*
函数功能: SDIO发送数据配置函数
函数参数:
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 SDIO_SendDataConfig(u32 datatimeout,u32 datalen,u8 blksize,u8 dir)
{
u32 tmpreg;
SDIO- >DTIMER=datatimeout;
SDIO- >DLEN=datalen&0X1FFFFFF; //低25位有效
tmpreg=SDIO- >DCTRL;
tmpreg&=0xFFFFFF08; //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
SDIO- >DCTRL=tmpreg;
}
/*
函数功能:卡上电
查询所有SDIO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)
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdPowerON(void)
{
u8 i=0;
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u32 response=0,count=0,validvoltage=0;
u32 SDType=SD_STD_CAPACITY;
//配置CLKCR寄存器
SDIO- >CLKCR=0; //清空CLKCR之前的设置
SDIO- >CLKCR|=0< < 9; //非省电模式
SDIO- >CLKCR|=0< < 10; //关闭旁路,CK根据分频设置输出
SDIO- >CLKCR|=0< < 11; //1位数据宽度
SDIO- >CLKCR|=0< < 13; //SDIOCLK上升沿产生SDIOCK
SDIO- >CLKCR|=0< < 14; //关闭硬件流控制
SDIO_ClockSet(SDIO_INIT_CLK_DIV);//设置时钟频率(初始化的时候,不能超过400Khz)
SDIO- >POWER=0X03; //上电状态,开启卡时钟
SDIO- >CLKCR|=1< < 8; //SDIOCK使能
for(i=0;i< 74;i++)
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_GO_IDLE_STATE,0,0);//发送CMD0进入IDLE STAGE模式命令.
errorstatus=SDIO_CmdErrorCheck();
if(errorstatus==SD_OK)break;
}
if(errorstatus)return errorstatus;//返回错误状态
SDIO_SendCmd(SDIO_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=SDIO_CmdResp7Error(); //等待R7响应
if(errorstatus==SD_OK) //R7响应正常
{
CardType=SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0; //SD 2.0卡
SDType=SD_HIGH_CAPACITY; //高容量卡
}
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_CMD,1,0); //发送CMD55,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus==SD_OK)//SD2.0/SD 1.1
{
//SD卡,发送ACMD41 SD_APP_OP_COND,参数为:0x80100000
while((!validvoltage)&&(count< SD_MAX_VOLT_TRIAL))
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_CMD,1,0); //发送CMD55,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SD_APP_OP_COND,1,SD_VOLTAGE_WINDOW_SD|SDType);//发送ACMD41,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp3Error(); //等待R3响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
response=SDIO- >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=SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD;
}
}
return(errorstatus);
}
/*
函数功能: SD卡断电
返回值:错误代码;(0,无错误)
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SD_PowerOFF(void)
{
SDIO- >POWER&=~(3< < 0);//SDIO电源关闭,时钟停止
return SD_OK;
}
/*
函数功能:初始化所有的卡,并让卡进入就绪状态
返回值:错误代码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardInitializeCards(void)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u16 rca = 0x01;
if((SDIO- >POWER&0X03)==0)return SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;//检查电源状态,确保为上电状态
if(SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_CARD!=CardType) //非SECURE_DIGITAL_IO_CARD
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_ALL_SEND_CID,3,0); //发送CMD2,取得CID,长响应
errorstatus=SDIO_CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
CID_Tab[0]=SDIO- >RESP1;
CID_Tab[1]=SDIO- >RESP2;
CID_Tab[2]=SDIO- >RESP3;
CID_Tab[3]=SDIO- >RESP4;
}
if((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_COMBO_CARD==CardType)||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))//判断卡类型
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_REL_ADDR,1,0); //发送CMD3,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp6Error(SD_CMD_SET_REL_ADDR,&rca);//等待R6响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}
if(SDIO_MULTIMEDIA_CARD==CardType)
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_REL_ADDR,1,(u32)(rca< < 16));//发送CMD3,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}
if(SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_CARD!=CardType) //非SECURE_DIGITAL_IO_CARD
{
RCA = rca;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEND_CSD,3,(u32)(rca< < 16));//发送CMD9+卡RCA,取得CSD,长响应
errorstatus=SDIO_CmdResp2Error(); //等待R2响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
CSD_Tab[0]=SDIO- >RESP1;
CSD_Tab[1]=SDIO- >RESP2;
CSD_Tab[2]=SDIO- >RESP3;
CSD_Tab[3]=SDIO- >RESP4;
}
return SD_OK;//卡初始化成功
}
/*
函数功能:得到卡信息
函数参数:
cardinfo:卡信息存储区
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardGetInfo(SD_CardInfo *cardinfo)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO 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==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1)||(CardType==SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0)||(SDIO_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==SDIO_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;
}
/*
函数功能: 设置SDIO总线宽度
函数参数:
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
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardEnableWideBusOperation(u32 wmode)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
if((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
if(wmode >=2)return SD_UNSUPPORTED_FEATURE;//不支持8位模式
else
{
errorstatus=SDIO_SdCardEnWideBus(wmode);
if(SD_OK==errorstatus)
{
SDIO- >CLKCR&=~(3< < 11); //清除之前的位宽设置
SDIO- >CLKCR|=(u16)wmode< < 11;//1位/4位总线宽度
SDIO- >CLKCR|=0< < 14; //不开启硬件流控制
}
}
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能:设置SD卡工作模式
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSetDeviceMode(u32 Mode)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
if((Mode==SD_DMA_MODE)||(Mode==SD_POLLING_MODE))DeviceMode=Mode;
else errorstatus=SD_INVALID_PARAMETER;
return errorstatus;
}
/*
函数功能: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.
函数参数:
addr:卡的RCA地址
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSelectAddr(u32 addr)
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEL_DESEL_CARD,1,addr); //发送CMD7,选择卡,短响应
return SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SEL_DESEL_CARD);
}
/*
函数功能: SD卡读取一个块
函数参数:
buf:读数据缓存区(必须4字节对齐!!)
addr:读取地址
blksize:块大小
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardReadBlock(u8 *buf,long long addr,u16 blksize)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u8 power;
u32 count=0,*tempbuff=(u32*)buf;//转换为u32指针
u32 timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
if(NULL==buf)return SD_INVALID_PARAMETER;
SDIO- >DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
if(CardType==SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD)//大容量卡
{
blksize=512;
addr > >=9;
}
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,0,0,0); //清除DPSM状态机配置
if(SDIO- >RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//卡锁了
if((blksize >0)&&(blksize<=2048)&&((blksize&(blksize-1))==0))
{
power=convert_from_bytes_to_power_of_two(blksize);
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}else return SD_INVALID_PARAMETER;
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,blksize,power,1); //blksize,卡到控制器
SDIO_SendCmd(SD_CMD_READ_SINGLE_BLOCK,1,addr); //发送CMD17+从addr地址出读取数据,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_READ_SINGLE_BLOCK);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
if(DeviceMode==SD_POLLING_MODE) //查询模式,轮询数据
{
// INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDIO读写操作!!!)
while(!(SDIO- >STA&((1< < 5)|(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 10)|(1< < 9))))//无上溢/CRC/超时/完成(标志)/起始位错误
{
if(SDIO- >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)=SDIO- >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--;
}
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3)) //数据超时错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 1)) //数据块CRC错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1; //清错误标志
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 5)) //接收fifo上溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 5; //清错误标志
return SD_RX_OVERRUN;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 9)) //接收起始位错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9; //清错误标志
return SD_START_BIT_ERR;
}
while(SDIO- >STA&(1< < 21)) //FIFO里面,还存在可用数据
{
*tempbuff=SDIO- >FIFO; //循环读取数据
tempbuff++;
}
// INTX_ENABLE();//开启总中断
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
}else if(DeviceMode==SD_DMA_MODE)
{
SDIO_SdCard_DMAConfig((u32*)buf,blksize,0);
TransferError=SD_OK;
StopCondition=0; //单块读,不需要发送停止传输指令
TransferEnd=0; //传输结束标置位，在中断服务置1
SDIO- >MASK|=(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 5)|(1< < 9); //配置需要的中断
SDIO- >DCTRL|=1< < 3; //SDIO DMA使能
while(((DMA2- >ISR&0X2000)==RESET)&&(TransferEnd==0)&&(TransferError==SD_OK)&&timeout)timeout--;//等待传输完成
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT;//超时
if(TransferError!=SD_OK)errorstatus=TransferError;
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能: SD卡读取多个块
函数参数:
buf:读数据缓存区
addr:读取地址
blksize:块大小
nblks:要读取的块数
返回值:错误状态
*/
__align(4) u32 *tempbuff;
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardReadMultiBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u8 power;
u32 count=0;
u32 timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
tempbuff=(u32*)buf; //转换为u32指针
SDIO- >DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
if(CardType==SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD)//大容量卡
{
blksize=512;
addr > >=9;
}
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,0,0,0); //清除DPSM状态机配置
if(SDIO- >RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//卡锁了
if((blksize >0)&&(blksize<=2048)&&((blksize&(blksize-1))==0))
{
power=convert_from_bytes_to_power_of_two(blksize);
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}else return SD_INVALID_PARAMETER;
if(nblks >1) //多块读
{
if(nblks*blksize >SD_MAX_DATA_LENGTH)return SD_INVALID_PARAMETER;//判断是否超过最大接收长度
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,nblks*blksize,power,1);//nblks*blksize,512块大小,卡到控制器
SDIO_SendCmd(SD_CMD_READ_MULT_BLOCK,1,addr); //发送CMD18+从addr地址出读取数据,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_READ_MULT_BLOCK);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
if(DeviceMode==SD_POLLING_MODE)
{
// INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDIO读写操作!!!)
while(!(SDIO- >STA&((1< < 5)|(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 9))))//无上溢/CRC/超时/完成(标志)/起始位错误
{
if(SDIO- >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)=SDIO- >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--;
}
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3)) //数据超时错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 1)) //数据块CRC错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1; //清错误标志
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 5)) //接收fifo上溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 5; //清错误标志
return SD_RX_OVERRUN;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 9)) //接收起始位错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9; //清错误标志
return SD_START_BIT_ERR;
}
while(SDIO- >STA&(1< < 21)) //FIFO里面,还存在可用数据
{
*tempbuff=SDIO- >FIFO; //循环读取数据
tempbuff++;
}
if(SDIO- >STA&(1< < 8)) //接收结束
{
if((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
}
// INTX_ENABLE();//开启总中断
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
}
else if(DeviceMode==SD_DMA_MODE)
{
SDIO_SdCard_DMAConfig((u32*)buf,nblks*blksize,0);
TransferError=SD_OK;
StopCondition=1; //多块读,需要发送停止传输指令
TransferEnd=0; //传输结束标置位，在中断服务置1
SDIO- >MASK|=(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 5)|(1< < 9); //配置需要的中断
SDIO- >DCTRL|=1< < 3; //SDIO DMA使能
while(((DMA2- >ISR&0X2000)==RESET)&&timeout)timeout--;//等待传输完成
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT;//超时
while((TransferEnd==0)&&(TransferError==SD_OK));
if(TransferError!=SD_OK)errorstatus=TransferError;
}
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能:SD卡写1个块
函数参数:
buf:数据缓存区
addr:写地址
blksize:块大小
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardWriteBlock(u8 *buf,long long addr, u16 blksize)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
u8 power=0,cardstate=0;
u32 timeout=0,bytestransferred=0;
u32 cardstatus=0,count=0,restwords=0;
u32 tlen=blksize; //总长度(字节)
u32*tempbuff=(u32*)buf;
if(buf==NULL)return SD_INVALID_PARAMETER;//参数错误
SDIO- >DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,0,0,0); //清除DPSM状态机配置
if(SDIO- >RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//卡锁了
if(CardType==SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD) //大容量卡
{
blksize=512;
addr > >=9;
}
if((blksize >0)&&(blksize<=2048)&&((blksize&(blksize-1))==0))
{
power=convert_from_bytes_to_power_of_two(blksize);
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}else return SD_INVALID_PARAMETER;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA< < 16); //发送CMD13,查询卡的状态,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
cardstatus=SDIO- >RESP1;
timeout=SD_DATATIMEOUT;
while(((cardstatus&0x00000100)==0)&&(timeout >0)) //检查READY_FOR_DATA位是否置位
{
timeout--;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA< < 16);//发送CMD13,查询卡的状态,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
cardstatus=SDIO- >RESP1;
}
if(timeout==0)return SD_ERROR;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK,1,addr); //发送CMD24,写单块指令,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
StopCondition=0; //单块写,不需要发送停止传输指令
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,blksize,power,0); //blksize, 控制器到卡
timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
if(DeviceMode == SD_POLLING_MODE)
{
// INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDIO读写操作!!!)
while(!(SDIO- >STA&((1< < 10)|(1< < 4)|(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 9))))//数据块发送成功/下溢/CRC/超时/起始位错误
{
if(SDIO- >STA&(1< < 14)) //发送区半空,表示至少存了8个字
{
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)
{
SDIO- >FIFO=*tempbuff;
}
}else
{
for(count=0;count< 8;count++)
{
SDIO- >FIFO=*(tempbuff+count);
}
tempbuff+=8;
bytestransferred+=32;
}
timeout=0X3FFFFFFF; //写数据溢出时间
}else
{
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT;
timeout--;
}
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3)) //数据超时错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 1)) //数据块CRC错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1; //清错误标志
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 4)) //接收fifo下溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 4; //清错误标志
return SD_TX_UNDERRUN;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 9)) //接收起始位错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9; //清错误标志
return SD_START_BIT_ERR;
}
// INTX_ENABLE();//开启总中断
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
}else if(DeviceMode==SD_DMA_MODE)
{
SDIO_SdCard_DMAConfig((u32*)buf,blksize,1);//SDIO DMA配置
TransferError=SD_OK;
StopCondition=0; //单块写,不需要发送停止传输指令
TransferEnd=0; //传输结束标置位，在中断服务置1
SDIO- >MASK|=(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 4)|(1< < 9); //配置产生数据接收完成中断
SDIO- >DCTRL|=1< < 3; //SDIO DMA使能.
while(((DMA2- >ISR&0X2000)==RESET)&&timeout)timeout--;//等待传输完成
if(timeout==0)
{
SDIO_SdCardInit(); //重新初始化SD卡,可以解决写入死机的问题
return SD_DATA_TIMEOUT; //超时
}
timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
while((TransferEnd==0)&&(TransferError==SD_OK)&&timeout)timeout--;
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT; //超时
if(TransferError!=SD_OK)return TransferError;
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
errorstatus=SDIO_SdCardProgrammingState(&cardstate);
while((errorstatus==SD_OK)&&((cardstate==SD_CARD_PROGRAMMING)||(cardstate==SD_CARD_RECEIVING)))
{
errorstatus=SDIO_SdCardProgrammingState(&cardstate);
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能:SD卡写多个块
函数参数:
buf:数据缓存区
addr:写地址
blksize:块大小
nblks:要写入的块数
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardWriteMultiBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
u8 power = 0, cardstate = 0;
u32 timeout=0,bytestransferred=0;
u32 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
SDIO- >DCTRL=0x0; //数据控制寄存器清零(关DMA)
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,0,0,0); //清除DPSM状态机配置
if(SDIO- >RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//卡锁了
if(CardType==SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD)//大容量卡
{
blksize=512;
addr > >=9;
}
if((blksize >0)&&(blksize<=2048)&&((blksize&(blksize-1))==0))
{
power=convert_from_bytes_to_power_of_two(blksize);
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,blksize); //发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus; //响应错误
}else return SD_INVALID_PARAMETER;
if(nblks >1)
{
if(nblks*blksize >SD_MAX_DATA_LENGTH)return SD_INVALID_PARAMETER;
if((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
//提高性能
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)RCA< < 16); //发送ACMD55,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCK_COUNT,1,nblks); //发送CMD23,设置块数量,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCK_COUNT);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
SDIO_SendCmd(SD_CMD_WRITE_MULT_BLOCK,1,addr); //发送CMD25,多块写指令,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_WRITE_MULT_BLOCK); //等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,nblks*blksize,power,0);//blksize, 控制器到卡
if(DeviceMode==SD_POLLING_MODE)
{
timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
while(!(SDIO- >STA&((1< < 4)|(1< < 1)|(1< < 8)|(1< < 3)|(1< < 9))))//下溢/CRC/数据结束/超时/起始位错误
{
if(SDIO- >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)
{
SDIO- >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++)
{
SDIO- >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--;
}
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3)) //数据超时错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 3; //清错误标志
return SD_DATA_TIMEOUT;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 1)) //数据块CRC错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1; //清错误标志
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 4)) //接收fifo下溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 4; //清错误标志
return SD_TX_UNDERRUN;
}else if(SDIO- >STA&(1< < 9)) //接收起始位错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9; //清错误标志
return SD_START_BIT_ERR;
}
if(SDIO- >STA&(1< < 8)) //发送结束
{
if((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1==CardType)||(SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0==CardType)||(SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD==CardType))
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12+结束传输
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);//等待R1响应
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
}
}
// INTX_ENABLE();//开启总中断
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
}
else if(DeviceMode==SD_DMA_MODE)
{
SDIO_SdCard_DMAConfig((u32*)buf,nblks*blksize,1);//SDIO DMA配置
TransferError=SD_OK;
StopCondition=1; //多块写,需要发送停止传输指令
TransferEnd=0; //传输结束标置位，在中断服务置1
SDIO- >MASK|=(1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 4)|(1< < 9); //配置产生数据接收完成中断
SDIO- >DCTRL|=1< < 3; //SDIO DMA使能.
timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
while(((DMA2- >ISR&0X2000)==RESET)&&timeout)timeout--;//等待传输完成
if(timeout==0) //超时
{
SDIO_SdCardInit(); //重新初始化SD卡,可以解决写入死机的问题
return SD_DATA_TIMEOUT; //超时
}
timeout=SDIO_DATATIMEOUT;
while((TransferEnd==0)&&(TransferError==SD_OK)&&timeout)timeout--;
if(timeout==0)return SD_DATA_TIMEOUT; //超时
if(TransferError!=SD_OK)return TransferError;
}
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
errorstatus=SDIO_SdCardProgrammingState(&cardstate);
while((errorstatus==SD_OK)&&((cardstate==SD_CARD_PROGRAMMING)||(cardstate==SD_CARD_RECEIVING)))
{
errorstatus=SDIO_SdCardProgrammingState(&cardstate);
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能: SDIO中断服务函数
*/
void SDIO_IRQHandler(void)
{
SDIO_SdCardProcessIRQSrc();//处理所有SDIO相关中断
}
/*
函数功能: SDIO中断处理函数
函数参数: 处理SDIO传输过程中的各种中断事务
返回值:错误代码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardProcessIRQSrc(void)
{
if(SDIO- >STA&(1< < 8))//接收完成中断
{
if(StopCondition==1)
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION,1,0); //发送CMD12,结束传输
TransferError=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_STOP_TRANSMISSION);
}else TransferError = SD_OK;
SDIO- >ICR|=1< < 8;//清除完成中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferEnd = 1;
return(TransferError);
}
if(SDIO- >STA&(1< < 1))//数据CRC错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1;//清除中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferError = SD_DATA_CRC_FAIL;
return(SD_DATA_CRC_FAIL);
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3))//数据超时错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 3;//清除中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferError = SD_DATA_TIMEOUT;
return(SD_DATA_TIMEOUT);
}
if(SDIO- >STA&(1< < 5))//FIFO上溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 5;//清除中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferError = SD_RX_OVERRUN;
return(SD_RX_OVERRUN);
}
if(SDIO- >STA&(1< < 4))//FIFO下溢错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 4;//清除中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferError = SD_TX_UNDERRUN;
return(SD_TX_UNDERRUN);
}
if(SDIO- >STA&(1< < 9))//起始位错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9;//清除中断标记
SDIO- >MASK&=~((1< < 1)|(1< < 3)|(1< < 8)|(1< < 14)|(1< < 15)|(1< < 4)|(1< < 5)|(1< < 9));//关闭相关中断
TransferError = SD_START_BIT_ERR;
return(SD_START_BIT_ERR);
}
return(SD_OK);
}
/*
函数功能: 检查CMD0的执行状态
返回值: sd卡错误码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdErrorCheck(void)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
u32 timeout=SDIO_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
if(SDIO- >STA&(1< < 7))break; //命令已发送(无需响应)
}
if(timeout==0)return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除标记
return errorstatus;
}
/*
函数功能: 检查R7响应的错误状态
函数参数: 返回值:sd卡错误码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp7Error(void)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 timeout=SDIO_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
status=SDIO- >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
SDIO- >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;
SDIO- >ICR|=1< < 6; //清除响应标志
}
return errorstatus;
}
/*
函数功能:检查R1响应的错误状态
函数参数:
cmd:当前命令
返回值:sd卡错误码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp1Error(u8 cmd)
{
u32 status;
while(1)
{
status=SDIO- >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
{
SDIO- >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
{
SDIO- >ICR=1< < 0; //清除标志
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(SDIO- >RESPCMD!=cmd)return SD_ILLEGAL_CMD;//命令不匹配
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除标记
return (SDIO_SD_ERROR_INFO)(SDIO- >RESP1&SD_OCR_ERRORBITS);//返回卡响应
}
/*
函数功能: 检查R3响应的错误状态
返回值: 错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp3Error(void)
{
u32 status;
while(1)
{
status=SDIO- >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
{
SDIO- >ICR|=1< < 2; //清除命令响应超时标志
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除标记
return SD_OK;
}
/*
函数功能: 检查R2响应的错误状态
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp2Error(void)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 timeout=SDIO_CMD0TIMEOUT;
while(timeout--)
{
status=SDIO- >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;
SDIO- >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;
SDIO- >ICR|=1< < 0; //清除响应标志
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除标记
return errorstatus;
}
/*
函数功能: 检查R6响应的错误状态
函数参数:
cmd:之前发送的命令
prca:卡返回的RCA地址
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp6Error(u8 cmd,u16*prca)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus=SD_OK;
u32 status;
u32 rspr1;
while(1)
{
status=SDIO- >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
{
SDIO- >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
{
SDIO- >ICR|=1< < 0; //清除响应标志
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(SDIO- >RESPCMD!=cmd) //判断是否响应cmd命令
{
return SD_ILLEGAL_CMD;
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
rspr1=SDIO- >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;
}
/*
函数功能:SDIO使能宽总线模式
函数参数:
enx:0,不使能;1,使能;
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardEnWideBus(u8 enx)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
u32 scr[2]={0,0};
u8 arg=0X00;
if(enx)arg=0X02;
else arg=0X00;
if(SDIO- >RESP1&SD_CARD_LOCKED)return SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;//SD卡处于LOCKED状态
errorstatus=SDIO_SdCardFindSCR(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
{
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)RCA< < 16); //发送CMD55+RCA,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_SD_SET_BUSWIDTH,1,arg);//发送ACMD6,短响应,参数:10,4位;00,1位.
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_SD_SET_BUSWIDTH);
return errorstatus;
}else return SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE; //不支持宽总线设置
}
/*
函数功能: 检查卡是否正在执行写操作
函数参数: pstatus:当前状态
返回值:错误代码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardProgrammingState(u8 *pstatus)
{
vu32 respR1 = 0, status = 0;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,(u32)RCA< < 16); //发送CMD13
status=SDIO- >STA;
while(!(status&((1< < 0)|(1< < 6)|(1< < 2))))status=SDIO- >STA;//等待操作完成
if(status&(1< < 0)) //CRC检测失败
{
SDIO- >ICR|=1< < 0; //清除错误标记
return SD_CMD_CRC_FAIL;
}
if(status&(1< < 2)) //命令超时
{
SDIO- >ICR|=1< < 2; //清除错误标记
return SD_CMD_RSP_TIMEOUT;
}
if(SDIO- >RESPCMD!=SD_CMD_SEND_STATUS)return SD_ILLEGAL_CMD;
SDIO- >ICR=0X5FF; //清除所有标记
respR1=SDIO- >RESP1;
*pstatus=(u8)((respR1 > >9)&0x0000000F);
return SD_OK;
}
/*
函数功能: 读取当前卡状态
函数参数:
pcardstatus:卡状态
返回值 :错误代码
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSendStatus(uint32_t *pcardstatus)
{
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
if(pcardstatus==NULL)
{
errorstatus=SD_INVALID_PARAMETER;
return errorstatus;
}
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SEND_STATUS,1,RCA< < 16); //发送CMD13,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SEND_STATUS); //查询响应状态
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
*pcardstatus=SDIO- >RESP1;//读取响应值
return errorstatus;
}
/*
函数功能: 返回SD卡的状态
返回值 : SD卡状态
*/
SDCardState SDIO_SdCardGetState(void)
{
u32 resp1=0;
if(SDIO_SdCardSendStatus(&resp1)!=SD_OK)return SD_CARD_ERROR;
else return (SDCardState)((resp1 > >9) & 0x0F);
}
/*
函数功能:查找SD卡的SCR寄存器值
函数参数:
rca:卡相对地址
pscr:数据缓存区(存储SCR内容)
返回值:错误状态
*/
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardFindSCR(u16 rca,u32 *pscr)
{
u32 index = 0;
SDIO_SD_ERROR_INFO errorstatus = SD_OK;
u32 tempscr[2]={0,0};
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SET_BLOCKLEN,1,8); //发送CMD16,短响应,设置Block Size为8字节
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SET_BLOCKLEN);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDIO_SendCmd(SD_CMD_APP_CMD,1,(u32)rca< < 16); //发送CMD55,短响应
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_APP_CMD);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
SDIO_SendDataConfig(SD_DATATIMEOUT,8,3,1); //8个字节长度,block为8字节,SD卡到SDIO.
SDIO_SendCmd(SD_CMD_SD_APP_SEND_SCR,1,0); //发送ACMD51,短响应,参数为0
errorstatus=SDIO_CmdResp1Error(SD_CMD_SD_APP_SEND_SCR);
if(errorstatus!=SD_OK)return errorstatus;
while(!(SDIO- >STA&(SDIO_FLAG_RXOVERR|SDIO_FLAG_DCRCFAIL|SDIO_FLAG_DTIMEOUT|SDIO_FLAG_DBCKEND|SDIO_FLAG_STBITERR)))
{
if(SDIO- >STA&(1< < 21))//接收FIFO数据可用
{
*(tempscr+index)=SDIO- >FIFO; //读取FIFO内容
index++;
if(index >=2)break;
}
}
if(SDIO- >STA&(1< < 3)) //接收数据超时
{
SDIO- >ICR|=1< < 3; //清除标记
return SD_DATA_TIMEOUT;
}
else if(SDIO- >STA&(1< < 1)) //已发送/接收的数据块CRC校验错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 1; //清除标记
return SD_DATA_CRC_FAIL;
}
else if(SDIO- >STA&(1< < 5)) //接收FIFO溢出
{
SDIO- >ICR|=1< < 5; //清除标记
return SD_RX_OVERRUN;
}
else if(SDIO- >STA&(1< < 9)) //起始位检测错误
{
SDIO- >ICR|=1< < 9; //清除标记
return SD_START_BIT_ERR;
}
SDIO- >ICR=0X5FF; //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;
}
/*
函数功能: 得到NumberOfBytes以2为底的指数
函数参数: NumberOfBytes:字节数
返回值:以2为底的指数值
*/
u8 convert_from_bytes_to_power_of_two(u16 NumberOfBytes)
{
u8 count=0;
while(NumberOfBytes!=1)
{
NumberOfBytes > >=1;
count++;
}
return count;
}
/*
函数功能: 配置SDIO DMA
函数参数:
mbuf:存储器地址
bufsize:传输数据量
dir:方向;1,存储器-- >SDIO(写数据);0,SDIO-- >存储器(读数据);
*/
void SDIO_SdCard_DMAConfig(u32*mbuf,u32 bufsize,u8 dir)
{
DMA2- >IFCR|=(0XF< < 12); //清除DMA2通道4的各种标记
DMA2_Channel4- >CCR&=~(1< < 0); //关闭DMA 通道4
DMA2_Channel4- >CCR&=~(0X7FF< < 4); //清除之前的设置,DIR,CIRC,PINC,MINC,PSIZE,MSIZE,PL,MEM2MEM
DMA2_Channel4- >CCR|=dir< < 4; //从存储器读
DMA2_Channel4- >CCR|=0< < 5; //普通模式
DMA2_Channel4- >CCR|=0< < 6; //外设地址非增量模式
DMA2_Channel4- >CCR|=1< < 7; //存储器增量模式
DMA2_Channel4- >CCR|=2< < 8; //外设数据宽度为32位
DMA2_Channel4- >CCR|=2< < 10; //存储器数据宽度32位
DMA2_Channel4- >CCR|=2< < 12; //高优先级
DMA2_Channel4- >CNDTR=bufsize/4; //DMA2,传输数据量
DMA2_Channel4- >CPAR=(u32)&SDIO- >FIFO;//DMA2 外设地址
DMA2_Channel4- >CMAR=(u32)mbuf; //DMA2,存储器地址
DMA2_Channel4- >CCR|=1< < 0; //开启DMA通道
}
/*
函数功能: 读SD卡
函数参数:
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 SDIO_SdCardReadDiskSector(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 sta=SD_OK;
long long lsector=sector;
u8 n;
lsector< <=9;
if((u32)buf%4!=0)
{
for(n=0;n< cnt;n++)
{
sta=SDIO_SdCardReadBlock(SDIO_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512);//单个sector的读操作
memcpy(buf,SDIO_DATA_BUFFER,512);
buf+=512;
}
}else
{
if(cnt==1)sta=SDIO_SdCardReadBlock(buf,lsector,512); //单个sector的读操作
else sta=SDIO_SdCardReadMultiBlocks(buf,lsector,512,cnt);//多个sector
}
return sta;
}
/*
函数功能:写SD卡
函数参数:
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 SDIO_SdCardWriteDiskSector(u8*buf,u32 sector,u8 cnt)
{
u8 sta=SD_OK;
u8 n;
long long lsector=sector;
lsector< <=9;
if((u32)buf%4!=0)
{
for(n=0;n< cnt;n++)
{
memcpy(SDIO_DATA_BUFFER,buf,512);
sta=SDIO_SdCardWriteBlock(SDIO_DATA_BUFFER,lsector+512*n,512);//单个sector的写操作
buf+=512;
}
}else
{
if(cnt==1)sta=SDIO_SdCardWriteBlock(buf,lsector,512); //单个sector的写操作
else sta=SDIO_SdCardWriteMultiBlocks(buf,lsector,512,cnt); //多个sector
}
return sta;
}
（3）sdio.h
#ifndef __SDIO_SDCARD_H
#define __SDIO_SDCARD_H
#include "stm32f10x.h"
//SDIO相关标志位
#define SDIO_FLAG_CCRCFAIL ((uint32_t)0x00000001)
#define SDIO_FLAG_DCRCFAIL ((uint32_t)0x00000002)
#define SDIO_FLAG_CTIMEOUT ((uint32_t)0x00000004)
#define SDIO_FLAG_DTIMEOUT ((uint32_t)0x00000008)
#define SDIO_FLAG_TXUNDERR ((uint32_t)0x00000010)
#define SDIO_FLAG_RXOVERR ((uint32_t)0x00000020)
#define SDIO_FLAG_CMDREND ((uint32_t)0x00000040)
#define SDIO_FLAG_CMDSENT ((uint32_t)0x00000080)
#define SDIO_FLAG_DATAEND ((uint32_t)0x00000100)
#define SDIO_FLAG_STBITERR ((uint32_t)0x00000200)
#define SDIO_FLAG_DBCKEND ((uint32_t)0x00000400)
#define SDIO_FLAG_CMDACT ((uint32_t)0x00000800)
#define SDIO_FLAG_TXACT ((uint32_t)0x00001000)
#define SDIO_FLAG_RXACT ((uint32_t)0x00002000)
#define SDIO_FLAG_TXFIFOHE ((uint32_t)0x00004000)
#define SDIO_FLAG_RXFIFOHF ((uint32_t)0x00008000)
#define SDIO_FLAG_TXFIFOF ((uint32_t)0x00010000)
#define SDIO_FLAG_RXFIFOF ((uint32_t)0x00020000)
#define SDIO_FLAG_TXFIFOE ((uint32_t)0x00040000)
#define SDIO_FLAG_RXFIFOE ((uint32_t)0x00080000)
#define SDIO_FLAG_TXDAVL ((uint32_t)0x00100000)
#define SDIO_FLAG_RXDAVL ((uint32_t)0x00200000)
#define SDIO_FLAG_SDIOIT ((uint32_t)0x00400000)
#define SDIO_FLAG_CEATAEND ((uint32_t)0x00800000)
//用户配置区
//SDIO时钟计算公式:SDIO_CK时钟=SDIOCLK/[clkdiv+2];其中,SDIOCLK一般为72Mhz
//使用DMA模式的时候,传输速率可以到24Mhz,不过如果你的卡不是高速卡,可能也会出错
//出错就请降低时钟,使用查询模式的话,推荐SDIO_TRANSFER_CLK_DIV设置为3或者更大
#define SDIO_INIT_CLK_DIV 0xB2 //SDIO初始化频率，最大400Kh
#define SDIO_TRANSFER_CLK_DIV 0x04 //SDIO传输频率,该值太小可能会导致读写文件出错
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//SDIO工作模式定义,通过SDIO_SdCardSetDeviceMode函数设置.
#define SD_POLLING_MODE 0 //查询模式,该模式下,如果读写有问题,建议增大SDIO_TRANSFER_CLK_DIV的设置.
#define SD_DMA_MODE 1 //DMA模式,该模式下,如果读写有问题,建议增大SDIO_TRANSFER_CLK_DIV的设置.
//SDIO 各种错误枚举定义
typedef enum
{
//特殊错误定义
SD_CMD_CRC_FAIL = (1), /*!< Command response received (but CRC check failed) */
SD_DATA_CRC_FAIL = (2), /*!< Data bock sent/received (CRC check Failed) */
SD_CMD_RSP_TIMEOUT = (3), /*!< Command response timeout */
SD_DATA_TIMEOUT = (4), /*!< Data time out */
SD_TX_UNDERRUN = (5), /*!< Transmit FIFO under-run */
SD_RX_OVERRUN = (6), /*!< Receive FIFO over-run */
SD_START_BIT_ERR = (7), /*!< Start bit not detected on all data signals in widE bus mode */
SD_CMD_OUT_OF_RANGE = (8), /*!< CMD's argument was out of range.*/
SD_ADDR_MISALIGNED = (9), /*!< Misaligned address */
SD_BLOCK_LEN_ERR = (10), /*!< Transferred block length is not allowed for the card or the number of transferred bytes does not match the block length */
SD_ERASE_SEQ_ERR = (11), /*!< An error in the sequence of erase command occurs.*/
SD_BAD_ERASE_PARAM = (12), /*!< An Invalid selection for erase groups */
SD_WRITE_PROT_VIOLATION = (13), /*!< Attempt to program a write protect block */
SD_LOCK_UNLOCK_FAILED = (14), /*!< Sequence or password error has been detected in unlock command or if there was an attempt to access a locked card */
SD_COM_CRC_FAILED = (15), /*!< CRC check of the previous command failed */
SD_ILLEGAL_CMD = (16), /*!< Command is not legal for the card state */
SD_CARD_ECC_FAILED = (17), /*!< Card internal ECC was applied but failed to correct the data */
SD_CC_ERROR = (18), /*!< Internal card controller error */
SD_GENERAL_UNKNOWN_ERROR = (19), /*!< General or Unknown error */
SD_STREAM_READ_UNDERRUN = (20), /*!< The card could not sustain data transfer in stream read operation. */
SD_STREAM_WRITE_OVERRUN = (21), /*!< The card could not sustain data programming in stream mode */
SD_CID_CSD_OVERWRITE = (22), /*!< CID/CSD overwrite error */
SD_WP_ERASE_SKIP = (23), /*!< only partial address space was erased */
SD_CARD_ECC_DISABLED = (24), /*!< Command has been executed without using internal ECC */
SD_ERASE_RESET = (25), /*!< Erase sequence was cleared before executing because an out of erase sequence command was received */
SD_AKE_SEQ_ERROR = (26), /*!< Error in sequence of authentication. */
SD_INVALID_VOLTRANGE = (27),
SD_ADDR_OUT_OF_RANGE = (28),
SD_SWITCH_ERROR = (29),
SD_SDIO_DISABLED = (30),
SD_SDIO_FUNCTION_BUSY = (31),
SD_SDIO_FUNCTION_FAILED = (32),
SD_SDIO_UNKNOWN_FUNCTION = (33),
//标准错误定义
SD_INTERNAL_ERROR,
SD_NOT_CONFIGURED,
SD_REQUEST_PENDING,
SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE,
SD_INVALID_PARAMETER,
SD_UNSUPPORTED_FEATURE,
SD_UNSUPPORTED_HW,
SD_ERROR,
SD_OK = 0
} SDIO_SD_ERROR_INFO;
//SD卡CSD寄存器数据
typedef struct
{
u8 CSDStruct; /*!< CSD structure */
u8 SysSpecVersion; /*!< System specification version */
u8 Reserved1; /*!< Reserved */
u8 TAAC; /*!< Data read access-time 1 */
u8 NSAC; /*!< Data read access-time 2 in CLK cycles */
u8 MaxBusClkFrec; /*!< Max. bus clock frequency */
u16 CardComdClasses; /*!< Card command classes */
u8 RdBlockLen; /*!< Max. read data block length */
u8 PartBlockRead; /*!< Partial blocks for read allowed */
u8 WrBlockMisalign; /*!< Write block misalignment */
u8 RdBlockMisalign; /*!< Read block misalignment */
u8 DSRImpl; /*!< DSR implemented */
u8 Reserved2; /*!< Reserved */
u32 DeviceSize; /*!< Device Size */
u8 MaxRdCurrentVDDMin; /*!< Max. read current @ VDD min */
u8 MaxRdCurrentVDDMax; /*!< Max. read current @ VDD max */
u8 MaxWrCurrentVDDMin; /*!< Max. write current @ VDD min */
u8 MaxWrCurrentVDDMax; /*!< Max. write current @ VDD max */
u8 DeviceSizeMul; /*!< Device size multiplier */
u8 EraseGrSize; /*!< Erase group size */
u8 EraseGrMul; /*!< Erase group size multiplier */
u8 WrProtectGrSize; /*!< Write protect group size */
u8 WrProtectGrEnable; /*!< Write protect group enable */
u8 ManDeflECC; /*!< Manufacturer default ECC */
u8 WrSpeedFact; /*!< Write speed factor */
u8 MaxWrBlockLen; /*!< Max. write data block length */
u8 WriteBlockPaPartial; /*!< Partial blocks for write allowed */
u8 Reserved3; /*!< Reserded */
u8 ContentProtectAppli; /*!< Content protection application */
u8 FileFormatGrouop; /*!< File format group */
u8 CopyFlag; /*!< Copy flag (OTP) */
u8 PermWrProtect; /*!< Permanent write protection */
u8 TempWrProtect; /*!< Temporary write protection */
u8 FileFormat; /*!< File Format */
u8 ECC; /*!< ECC code */
u8 CSD_CRC; /*!< CSD CRC */
u8 Reserved4; /*!< always 1*/
} SD_CSD;
//SD卡CID寄存器数据
typedef struct
{
u8 ManufacturerID; /*!< ManufacturerID */
u16 OEM_AppliID; /*!< OEM/Application ID */
u32 ProdName1; /*!< Product Name part1 */
u8 ProdName2; /*!< Product Name part2*/
u8 ProdRev; /*!< Product Revision */
u32 ProdSN; /*!< Product Serial Number */
u8 Reserved1; /*!< Reserved1 */
u16 ManufactDate; /*!< Manufacturing Date */
u8 CID_CRC; /*!< CID CRC */
u8 Reserved2; /*!< always 1 */
} SD_CID;
//SD卡状态
typedef enum
{
SD_CARD_READY = ((uint32_t)0x00000001),
SD_CARD_IDENTIFICATION = ((uint32_t)0x00000002),
SD_CARD_STANDBY = ((uint32_t)0x00000003),
SD_CARD_TRANSFER = ((uint32_t)0x00000004),
SD_CARD_SENDING = ((uint32_t)0x00000005),
SD_CARD_RECEIVING = ((uint32_t)0x00000006),
SD_CARD_PROGRAMMING = ((uint32_t)0x00000007),
SD_CARD_DISCONNECTED = ((uint32_t)0x00000008),
SD_CARD_ERROR = ((uint32_t)0x000000FF)
}SDCardState;
//SD卡信息,包括CSD,CID等数据
typedef struct
{
SD_CSD SD_csd;
SD_CID SD_cid;
long long CardCapacity; //SD卡容量,单位:字节,最大支持2^64字节大小的卡.
u32 CardBlockSize; //SD卡块大小
u16 RCA; //卡相对地址
u8 CardType; //卡类型
} SD_CardInfo;
extern SD_CardInfo SDCardInfo;//SD卡信息
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//SDIO 指令集
#define SD_CMD_GO_IDLE_STATE ((u8)0)
#define SD_CMD_SEND_OP_COND ((u8)1)
#define SD_CMD_ALL_SEND_CID ((u8)2)
#define SD_CMD_SET_REL_ADDR ((u8)3) /*!< SDIO_SEND_REL_ADDR for SD Card */
#define SD_CMD_SET_DSR ((u8)4)
#define SD_CMD_SDIO_SEN_OP_COND ((u8)5)
#define SD_CMD_HS_SWITCH ((u8)6)
#define SD_CMD_SEL_DESEL_CARD ((u8)7)
#define SD_CMD_HS_SEND_EXT_CSD ((u8)8)
#define SD_CMD_SEND_CSD ((u8)9)
#define SD_CMD_SEND_CID ((u8)10)
#define SD_CMD_READ_DAT_UNTIL_STOP ((u8)11) /*!< SD Card doesn't support it */
#define SD_CMD_STOP_TRANSMISSION ((u8)12)
#define SD_CMD_SEND_STATUS ((u8)13)
#define SD_CMD_HS_BUSTEST_READ ((u8)14)
#define SD_CMD_GO_INACTIVE_STATE ((u8)15)
#define SD_CMD_SET_BLOCKLEN ((u8)16)
#define SD_CMD_READ_SINGLE_BLOCK ((u8)17)
#define SD_CMD_READ_MULT_BLOCK ((u8)18)
#define SD_CMD_HS_BUSTEST_WRITE ((u8)19)
#define SD_CMD_WRITE_DAT_UNTIL_STOP ((u8)20)
#define SD_CMD_SET_BLOCK_COUNT ((u8)23)
#define SD_CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK ((u8)24)
#define SD_CMD_WRITE_MULT_BLOCK ((u8)25)
#define SD_CMD_PROG_CID ((u8)26)
#define SD_CMD_PROG_CSD ((u8)27)
#define SD_CMD_SET_WRITE_PROT ((u8)28)
#define SD_CMD_CLR_WRITE_PROT ((u8)29)
#define SD_CMD_SEND_WRITE_PROT ((u8)30)
#define SD_CMD_SD_ERASE_GRP_START ((u8)32) /*!< To set the address of the first write
block to be erased. (For SD card only) */
#define SD_CMD_SD_ERASE_GRP_END ((u8)33) /*!< To set the address of the last write block of the
continuous range to be erased. (For SD card only) */
#define SD_CMD_ERASE_GRP_START ((u8)35) /*!< To set the address of the first write block to be erased.
(For MMC card only spec 3.31) */
#define SD_CMD_ERASE_GRP_END ((u8)36) /*!< To set the address of the last write block of the
continuous range to be erased. (For MMC card only spec 3.31) */
#define SD_CMD_ERASE ((u8)38)
#define SD_CMD_FAST_IO ((u8)39) /*!< SD Card doesn't support it */
#define SD_CMD_GO_IRQ_STATE ((u8)40) /*!< SD Card doesn't support it */
#define SD_CMD_LOCK_UNLOCK ((u8)42)
#define SD_CMD_APP_CMD ((u8)55)
#define SD_CMD_GEN_CMD ((u8)56)
#define SD_CMD_NO_CMD ((u8)64)
/**
* @brief Following commands are SD Card Specific commands.
* SDIO_APP_CMD ：CMD55 should be sent before sending these commands.
*/
#define SD_CMD_APP_SD_SET_BUSWIDTH ((u8)6) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_STAUS ((u8)13) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SEND_NUM_WRITE_BLOCKS ((u8)22) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_OP_COND ((u8)41) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SET_CLR_CARD_DETECT ((u8)42) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SEND_SCR ((u8)51) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SDIO_RW_DIRECT ((u8)52) /*!< For SD I/O Card only */
#define SD_CMD_SDIO_RW_EXTENDED ((u8)53) /*!< For SD I/O Card only */
/**
* @brief Following commands are SD Card Specific security commands.
* SDIO_APP_CMD should be sent before sending these commands.
*/
#define SD_CMD_SD_APP_GET_MKB ((u8)43) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_GET_MID ((u8)44) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SET_CER_RN1 ((u8)45) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_GET_CER_RN2 ((u8)46) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SET_CER_RES2 ((u8)47) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_GET_CER_RES1 ((u8)48) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SECURE_READ_MULTIPLE_BLOCK ((u8)18) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SECURE_WRITE_MULTIPLE_BLOCK ((u8)25) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SECURE_ERASE ((u8)38) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_CHANGE_SECURE_AREA ((u8)49) /*!< For SD Card only */
#define SD_CMD_SD_APP_SECURE_WRITE_MKB ((u8)48) /*!< For SD Card only */
//支持的SD卡定义
#define SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1 ((u32)0x00000000)
#define SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0 ((u32)0x00000001)
#define SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD ((u32)0x00000002)
#define SDIO_MULTIMEDIA_CARD ((u32)0x00000003)
#define SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_CARD ((u32)0x00000004)
#define SDIO_HIGH_SPEED_MULTIMEDIA_CARD ((u32)0x00000005)
#define SDIO_SECURE_DIGITAL_IO_COMBO_CARD ((u32)0x00000006)
#define SDIO_HIGH_CAPACITY_MMC_CARD ((u32)0x00000007)
//SDIO相关参数定义
#define NULL 0
#define SDIO_STATIC_FLAGS ((u32)0x000005FF)
#define SDIO_CMD0TIMEOUT ((u32)0x00010000)
#define SDIO_DATATIMEOUT ((u32)0xFFFFFFFF)
#define SDIO_FIFO_Address ((u32)0x40018080)
//Mask for errors Card Status R1 (OCR Register)
#define SD_OCR_ADDR_OUT_OF_RANGE ((u32)0x80000000)
#define SD_OCR_ADDR_MISALIGNED ((u32)0x40000000)
#define SD_OCR_BLOCK_LEN_ERR ((u32)0x20000000)
#define SD_OCR_ERASE_SEQ_ERR ((u32)0x10000000)
#define SD_OCR_BAD_ERASE_PARAM ((u32)0x08000000)
#define SD_OCR_WRITE_PROT_VIOLATION ((u32)0x04000000)
#define SD_OCR_LOCK_UNLOCK_FAILED ((u32)0x01000000)
#define SD_OCR_COM_CRC_FAILED ((u32)0x00800000)
#define SD_OCR_ILLEGAL_CMD ((u32)0x00400000)
#define SD_OCR_CARD_ECC_FAILED ((u32)0x00200000)
#define SD_OCR_CC_ERROR ((u32)0x00100000)
#define SD_OCR_GENERAL_UNKNOWN_ERROR ((u32)0x00080000)
#define SD_OCR_STREAM_READ_UNDERRUN ((u32)0x00040000)
#define SD_OCR_STREAM_WRITE_OVERRUN ((u32)0x00020000)
#define SD_OCR_CID_CSD_OVERWRIETE ((u32)0x00010000)
#define SD_OCR_WP_ERASE_SKIP ((u32)0x00008000)
#define SD_OCR_CARD_ECC_DISABLED ((u32)0x00004000)
#define SD_OCR_ERASE_RESET ((u32)0x00002000)
#define SD_OCR_AKE_SEQ_ERROR ((u32)0x00000008)
#define SD_OCR_ERRORBITS ((u32)0xFDFFE008)
//Masks for R6 Response
#define SD_R6_GENERAL_UNKNOWN_ERROR ((u32)0x00002000)
#define SD_R6_ILLEGAL_CMD ((u32)0x00004000)
#define SD_R6_COM_CRC_FAILED ((u32)0x00008000)
#define SD_VOLTAGE_WINDOW_SD ((u32)0x80100000)
#define SD_HIGH_CAPACITY ((u32)0x40000000)
#define SD_STD_CAPACITY ((u32)0x00000000)
#define SD_CHECK_PATTERN ((u32)0x000001AA)
#define SD_VOLTAGE_WINDOW_MMC ((u32)0x80FF8000)
#define SD_MAX_VOLT_TRIAL ((u32)0x0000FFFF)
#define SD_ALLZERO ((u32)0x00000000)
#define SD_WIDE_BUS_SUPPORT ((u32)0x00040000)
#define SD_SINGLE_BUS_SUPPORT ((u32)0x00010000)
#define SD_CARD_LOCKED ((u32)0x02000000)
#define SD_CARD_PROGRAMMING ((u32)0x00000007)
#define SD_CARD_RECEIVING ((u32)0x00000006)
#define SD_DATATIMEOUT ((u32)0xFFFFFFFF)
#define SD_0TO7BITS ((u32)0x000000FF)
#define SD_8TO15BITS ((u32)0x0000FF00)
#define SD_16TO23BITS ((u32)0x00FF0000)
#define SD_24TO31BITS ((u32)0xFF000000)
#define SD_MAX_DATA_LENGTH ((u32)0x01FFFFFF)
#define SD_HALFFIFO ((u32)0x00000008)
#define SD_HALFFIFOBYTES ((u32)0x00000020)
//Command Class Supported
#define SD_CCCC_LOCK_UNLOCK ((u32)0x00000080)
#define SD_CCCC_WRITE_PROT ((u32)0x00000040)
#define SD_CCCC_ERASE ((u32)0x00000020)
//CMD8指令
#define SDIO_SEND_IF_COND ((u32)0x00000008)
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//相关函数定义
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardInit(void);
void SDIO_ClockSet(u8 clkdiv);
void SDIO_SendCmd(u8 cmdindex,u8 waitrsp,u32 arg);
void SDIO_SendDataConfig(u32 datatimeout,u32 datalen,u8 blksize,u8 dir);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdPowerON(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SD_PowerOFF(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardInitializeCards(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardGetInfo(SD_CardInfo *cardinfo);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardEnableWideBusOperation(u32 wmode);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSetDeviceMode(u32 mode);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSelectAddr(u32 addr);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardSendStatus(uint32_t *pcardstatus);
SDCardState SDIO_SdCardGetState(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardReadBlock(u8 *buf,long long addr,u16 blksize);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardReadMultiBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardWriteBlock(u8 *buf,long long addr, u16 blksize);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardWriteMultiBlocks(u8 *buf,long long addr,u16 blksize,u32 nblks);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardProcessIRQSrc(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdErrorCheck(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp7Error(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp1Error(u8 cmd);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp3Error(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp2Error(void);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_CmdResp6Error(u8 cmd,u16*prca);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardEnWideBus(u8 enx);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardProgrammingState(u8 *pstatus);
SDIO_SD_ERROR_INFO SDIO_SdCardFindSCR(u16 rca,u32 *pscr);
u8 convert_from_bytes_to_power_of_two(u16 NumberOfBytes);
void SDIO_SdCard_DMAConfig(u32*mbuf,u32 bufsize,u8 dir);
u8 SDIO_SdCardReadDiskSector(u8*buf,u32 sector,u8 cnt); //读SD卡,fatfs/usb调用
u8 SDIO_SdCardWriteDiskSector(u8*buf,u32 sector,u8 cnt); //写SD卡,fatfs/usb调用
#endif
四、移植FATFS文件系统
前面第3章，完成了SD NAND的驱动代码编写，这一章节实现FATFS文件的移植。
4.1 FATFS文件系统介绍
（1）介绍
FatFs 是一种完全免费开源的 FAT 文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。它完全用标准C 语言编写，所以具有良好的硬件平台独立性，可以移植到 8051、 PIC、 AVR、 SH、 Z80、 H8、 ARM 等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持 FATl2、 FATl6 和 FAT32，支持多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对 8 位单片机和 16 位单片机做了优化。
（2）特点
【1】Windows兼容的FAT文件系统 【2】不依赖于平台，易于移植 【3】代码和工作区占用空间非常小 【4】多种配置选项 【5】多卷(物理驱动器和分区) 【6】多ANSI/OEM代码页，包括DBCS 【7】在ANSI/OEM或Unicode中长文件名的支持 【8】RTOS的支持 【9】多扇区大小的支持 【10】只读，最少API，I/O缓冲区等等
（3）移植性
fatfs模块是ANSI C(C89)编写的。 没有平台的依赖, 编译器只要符合ANSI C标准就可以编译。
fatf模块假设大小的字符/短/长8/16/32位和int是16或32位。 这些数据类型在integer.h文件中定义。这些数据类型在大多数的编译器中定义都符合要求。 如果现有的定义与编译器有任何冲突发生时，需要自己解决。
4.2 下载源码
下载地址：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
FATFS有两个版本，一个大版本，一个小版本。小版本主要用于8位机(内存小)使用。
下载图：
4.3 源码结构介绍
将下载的源码解压后可以得到两个文件夹： doc 和 src。 doc 里面主要是对 FATFS 的介绍(离线文档—英文和日文)，而 src 里面才是我们需要的源码。
其中，与平台无关的是：
ffconf.h FATFS配置文件
ff.h 应用层头文件
ff.c 应用层源文件
diskio.h 硬件层头文件
interger.h 数据类型定义头文件
option 可选的外部功能（比如支持中文等）
与平台相关的代码：
diskio.c 底层接口文件（需要用户提供）
FATFS 模块在移植的时候，我们一般只需要修改 2 个文件，即 ffconf.h 和 diskio.c。
FATFS模块的所有配置项都是存放在 ffconf.h 里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。
最顶层是应用层，使用者无需理会 FATFS 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用FATFS 模块提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open， f_read， f_write 和 f_close 等，就可以像在 PC 上读写文件那样简单。
中间层 FATFS 模块， 实现了 FAT 文件读／写协议。 FATFS 模块提供的是 ff.c 和 ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。
需要我们编写移植代码的是 FATFS 模块提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 （ disk、I/O） 和供给文件创建修改时间的实时时钟。
4.4 下载源码并加入到工程
先准备好一个有SD NAND驱动代码的STM32工程（代码前面第3章已经贴了），接着就完成下面的步骤。
打开KEIL工程，添加FATFS文件源码：
加入.h文件主要是方便配。cc936.c 用于支持中文。
4.5 修改代码进行移植
（1）修改diskio.c文件
注释掉现在不需要的用到的文件，因为我们现在用的是SD卡，与USB，ATA，MMC卡没关系。
并加入一个新的宏 :
#define SD 0
定义SD卡的物理驱动器号为0。
修改 disk_status函数，该函数主要是用来获取磁盘状态。现在未用到，可以直接函数体内代码删除。
修改截图：
代码示例：
#include "diskio.h" /* fatf底层API */
#include "sd.h" /* SD卡驱动头文件 */
/* 定义每个驱动器的物理驱动器号*/
#define SD 0
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 获取设备(磁盘)状态 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_status (
BYTE pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
return 0; //该函数现在无需用到，直接返回0
}
修改disk_initialize函数，添加SD卡的初始化，其他不用到的代码直接删掉，该函数成功返回0，失败返回1。
修改截图：
代码示例：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 初始化磁盘驱动 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DSTATUS disk_initialize (
BYTE pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
DSTATUS stat;
int result;
switch (pdrv) {
case SD : //选择SD卡
stat=SD_Init(); //初始化SD卡-用户自己提供
}
if(stat)return STA_NOINIT; //磁盘未初始化
return 0; //初始化成功
}
修改disk_read函数，加入SD卡读任意扇区的函数(需要用户自己提供)，其他不用到的选项可以删掉。
修改代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 读扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
DRESULT disk_read (
BYTE pdrv, /* 物理驱动编号 - 范围0-9*/
BYTE *buff, /* 数据缓冲区存储读取数据 */
DWORD sector, /* 扇区地址*/
UINT count /* 需要读取的扇区数*/
)
{
DRESULT res;
int result;
switch (pdrv) {
case SD:
res=SD_Read_Data((u8*)buff,sector,count); //读SD扇区函数--用户提供
return res; //在此处可以判错误
}
return RES_PARERR; //无效参数
}
修改disk_write 函数，添加写扇区函数：
代码：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 写扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _USE_WRITE
DRESULT disk_write (
BYTE pdrv, /* 物理驱动号*/
const BYTE *buff, /* 要写入数据的首地址 */
DWORD sector, /* 扇区地址 */
UINT count /* 扇区数量*/
)
{
DRESULT res;
int result;
switch (pdrv) {
case SD:
res=SD_Write_Data((u8*)buff,sector,count); //写入扇区
return res;
}
return RES_PARERR; //无效参数
}
#endif
修改disk_ioctl 函数，填充ioctl命令功能。这些功能是标准的命令，在diskio.h有定义。
代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 其他函数 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _USE_IOCTL
DRESULT disk_ioctl (
BYTE pdrv, /* 物理驱动号 */
BYTE cmd, /* 控制码 */
void *buff /* 发送/接收数据缓冲区地址 */
)
{
DRESULT res;
int result;
switch (pdrv) {
case SD:
switch(cmd)
{
case CTRL_SYNC: //等待写过程
SD_CS(0); //选中SD卡
if(SD_Wait_Ready())result = RES_ERROR;/*等待卡准备好*/
else res = RES_OK; //成功
SD_CS(1); //释放SD卡
break;
case GET_SECTOR_SIZE://获取扇区大小
*(DWORD*)buff = 512;
res = RES_OK; //成功
break;
case GET_BLOCK_SIZE: //获取块大小
*(WORD*)buff = 8; //块大小(扇区为单位)，一块等于8个扇区
res = RES_OK;
break;
case GET_SECTOR_COUNT: //获取总扇区数量
*(DWORD*)buff = SD_Get_Sector_Count();
res = RES_OK;
break;
default: //命令错误
res = RES_PARERR;
break;
}
return res;
}
return RES_PARERR; //返回状态
}
（2）修改ffconf.h文件
需要注意的一些宏配置：
#define _CODE_PAGE 936 //采用中文GBK编码 (64行)
#define _USE_LFN 3 //动态的堆上工作 （93行）
#define _MAX_LFN 255 /*_USE_LFN选项开关LFN(长文件名)特性。
#define _VOLUMES 1 /* 支持的磁盘数量(逻辑驱动器)。 */ (142行)
#define _MIN_SS 512 (165行)
#define _MAX_SS 512 /*这些选项配置支持扇区大小的范围。(512,1024, 4096*/
#define _FS_NORTC 0 /*启用RTC时间功能*/ (202行)
#define _NORTC_MON 1
#define _NORTC_MDAY 1
#define _NORTC_YEAR 2015 //年
/*需要实现：get_fattime()函数*/
ffconf.h 文件源码：
/*---------------------------------------------------------------------------/
/ FatFs - FAT文件系统模块配置文件 R0.11a (C)ChaN, 2015
/---------------------------------------------------------------------------*/
#define _FFCONF 64180 /* 版本识别*/
/*---------------------------------------------------------------------------/
/ 功能配置
/---------------------------------------------------------------------------*/
#define _FS_READONLY 0
/* 这个选项开关只读配置。(0:读/写或1:只读)
/只读配置删除编写API函数,f_write(),f_sync(),
/ f_unlink(),f_mkdir(),f_chmod(),f_rename(),f_truncate(),f_getfree()
/写和可选的功能. */
#define _FS_MINIMIZE 0
/*此选项定义删除一些基本的API函数极小化水平。
/
/ 0:所有基本功能都是激活的。
/ 1:f_stat(),f_getfree(),f_unlink(),f_mkdir(),f_chmod(),f_utime(),
/ f_truncate()和f_rename()函数删除。
/ 2:f_opendir(),f_readdir()和f_closedir()中除了1。
/ 3:f_lseek()函数删除除了2。*/
#define _USE_STRFUNC 1
/*这个选项开关字符串函数,f_gets(),f_putc(),f_puts()和
/ f_printf()。
/
/ 0:禁用字符串函数。
/ 1:启用没有LF-CRLF转换。
/ 2:启用LF-CRLF(回车换行)转换。*/
#define _USE_FIND 0
/*这个选项开关过滤目录读取特性和相关功能,
/ f_findfirst()和f_findnext()。(0:禁用或1:启用)*/
#define _USE_MKFS 1
/* 这个选项开关f_mkfs()函数。(0:禁用或1:启用) */
#define _USE_FASTSEEK 1
/* 这个选项开关快速寻求功能。(0:禁用或1:启用) */
#define _USE_LABEL 1
/* 磁盘卷标这个选项开关功能,f_getlabel()和f_setlabel()。
/(0:禁用或1:启用) */
#define _USE_FORWARD 0
/* 这个选项开关f_forward()函数。(0:禁用或1:启用)
/启用它,也_FS_TINY需要设置为1. */
/*---------------------------------------------------------------------------/
/ 语言环境和名称空间配置
/---------------------------------------------------------------------------*/
#define _CODE_PAGE 936 //采用中文GBK编码
/* 这个选项指定OEM代码页在目标系统上使用。
/不正确的代码页的设置会导致文件打开失败.
/
/ 1 - ASCII (没有扩展字符。Non-LFN cfg。只有)
/ 437 - U.S.
/ 720 - 阿拉伯语
/ 737 - 希腊语；
/ 771 - 阿富汗
/ 775 - 波罗的海
/ 850 - 拉丁1
/ 852 - 拉丁2
/ 855 - 西里尔字母
/ 857 - 土耳其语
/ 860 - 葡萄牙语
/ 861 - 冰岛语
/ 862 - 希伯来人
/ 863 - 加拿大法语
/ 864 - 阿拉伯语
/ 865 - 日耳曼民族的
/ 866 - 俄语
/ 869 - 希腊 2
/ 932 - 日本人 (DBCS)
/ 936 - 简体中文(DBCS)
/ 949 - 韩国人 (DBCS)
/ 950 - 繁体中文(DBCS)
*/
#define _USE_LFN 3 //动态的堆上工作
#define _MAX_LFN 255
/*_USE_LFN选项开关LFN(长文件名)特性。
/
/ 0:禁用LFN特性。_MAX_LFN没有影响。
/ 1:启用LFN BSS静态工作缓冲区。总是不是线程安全的。
/ 2:启用LFN与动态缓冲栈上的工作。
/ 3:使LFN与动态缓冲区在堆上工作。
/
/ 当启用LFN（长文件名）特性,Unicode(选项/ unicode.c)必须处理功能
/被添加到项目中。LFN工作缓冲区占用(_MAX_LFN + 1)* 2字节。
/当使用堆栈缓冲区,照顾堆栈溢出。当使用堆
/工作缓冲区内存,内存管理功能,ff_memalloc()和
/ ff_memfree(),必须添加到项目中。 */
#define _LFN_UNICODE 0
/* 这个选项开关字符编码的API。(0:ANSI / OEM或1:Unicode)
路径名/使用Unicode字符串,并设置_LFN_UNICODE启用LFN特性
/1。这个选项也会影响行为的字符串的I / O功能。
*/
#define _STRF_ENCODE 3
/* 当_LFN(长文件名)_UNICODE是1,这个选项选择文件的字符编码
/通过字符串读取/写入I /O功能,f_gets(),f_putc(),f_puts和f_printf().
/
/ 0: ANSI/OEM
/ 1: UTF-16LE
/ 2: UTF-16BE
/ 3: UTF-8
/
/ 当_LFN_UNICODE = 0时,该选项没有影响。*/
#define _FS_RPATH 0
/* 这个选项配置相对路径的功能。 /
/ 0:禁用相对路径特性和删除相关功能。
/ 1:启用相对路径特性。f_chdir()和f_chdrive()是可用的。
/ 2:f_getcwd()函数可用除了1。 /
/注意,目录项读通过f_readdir()这个选项。
*/
/*---------------------------------------------------------------------------/
/ 驱动/卷配置
/---------------------------------------------------------------------------*/
#define _VOLUMES 1
/* 支持的磁盘数量(逻辑驱动器)。 */
#define _STR_VOLUME_ID 0
#define _VOLUME_STRS "RAM","NAND","CF","SD1","SD2","USB1","USB2","USB3"
/* STR_VOLUME_ID选项开关卷ID字符串功能。
/当_STR_VOLUME_ID设置为1时,也可以使用预先定义的字符串在路径名称/数量。
为每个_VOLUME_STRS定义驱动ID字符串
/逻辑驱动器。条目的数量必须等于_VOLUMES。有效字符
/驱动ID字符串:a - z和0 - 9。*/
#define _MULTI_PARTITION 0
/* 这个选项开关多分区的特性。在默认情况下(0),每个逻辑驱动器
/号绑定到相同的物理驱动器号
/物理驱动器将被安装。当启用分区特性(1),
/每个逻辑驱动器号是绑定到任意物理驱动器和分区
/中列出VolToPart[]。还f_fdisk()函数可用. */
#define _MIN_SS 512
#define _MAX_SS 512
/* 这些选项配置支持扇区大小的范围。(512,1024,
/ 2048或4096)总是为大多数系统设置两个512,卡和所有类型的内存
/硬盘。但是可能需要更大的值为车载闪存和一些
/类型的光学媒体。当_MAX_SS大于_MIN_SS,fatf配置
/变量扇区大小和GET_SECTOR_SIZE命令必须执行 disk_ioctl()函数. */
#define _USE_TRIM 0
/* 这个选项开关ATA-TRIM特性。(0:禁用或1:启用)
/启用削减特性,也应该实现CTRL_TRIM命令
/ disk_ioctl()函数。*/
#define _FS_NOFSINFO 0
/*
如果你需要知道正确的自由空间体积FAT32,设置一些0
/选项,f_getfree()函数在第一次后体积将迫使山
/全脂肪扫描。位1控制使用的集群数量分配。 /
/ bit0 = 0:使用免费的集群计算FSINFO如果可用。
/ bit0 = 1:不相信自由FSINFO集群计算。
/ bit1 = 0:最后使用集群可用FSINFO如果数量分配。
/ bit1 = 1:不相信最后分配FSINFO集群数量.
*/
/*---------------------------------------------------------------------------/
/ 系统配置列表
/---------------------------------------------------------------------------*/
#define _FS_TINY 0
/* 这个选项开关小缓冲区配置。(0:正常或1:小)
/小配置,文件对象的大小(FIL)_MAX_SS减少字节。而不是私人部门从文件对象,缓冲了
/公共部门缓冲文件系统中的对象(fatf)是用于该文件
/数据传输. */
#define _FS_NORTC 0
#define _NORTC_MON 1
#define _NORTC_MDAY 1
#define _NORTC_YEAR 2015 //年
/* _FS_NORTC选项开关时间戳的特性。如果系统没有/
RTC函数或不需要有效的时间戳,_FS_NORTC 1设置为禁用/
时间戳的特性。所有对象修改fatf将有一个固定的时间戳。/
固定的时间定义为_NORTC_MON _NORTC_MDAY _NORTC_YEAR。
/当启用时间戳特性(_FS_NORTC = = 0),需要实现get_fattime()函数。 /
添加到项目RTC读当前时间形式。_NORTC_MON, /
_NORTC_MDAY和_NORTC_YEAR没有效果。
/这些选项没有影响只读配置(_FS_READONLY = = 1)。 */
#define _FS_LOCK 0
/* _FS_LOCK选项开关控制复制的文件打开的文件锁定功能
/和非法操作打开对象。这个选项_FS_READONLY时必须是0
/是1。 /
/ 0:禁用文件锁定功能。为了避免体积腐败、应用程序
/应该避免非法打开,删除和重命名的开放对象。
/ > 0:启用文件锁定功能。值定义了多少文件/子目录
可以同时打开的/文件锁的控制之下。注意,这个文件独立于re-entrancy /锁功能。 */
#define _FS_REENTRANT 0
#define _FS_TIMEOUT 1000
#define _SYNC_t HANDLE
/* _FS_REENTRANT选项开关re-entrancy fatf的(线程安全)
/模块本身。注意,不管这个选项,文件访问不同
/体积始终是凹角和音量控制功能,f_mount(),f_mkfs()
/和f_fdisk()函数,总是不凹角。只有文件/目录的访问
/相同的体积是这个功能的控制。
/
/ 0:禁用re-entrancy。_FS_TIMEOUT和_SYNC_t没有效果。
/ 1:启用re-entrancy。还提供用户同步处理程序,
/ ff_req_grant(),ff_rel_grant(),ff_del_syncobj()和ff_cre_syncobj()
/函数,必须添加到项目中。样品中可用
/选项
/ syscall.c。
/
/ _FS_TIMEOUT定义超时时间单位的滴答声。
/ _SYNC_t定义了O
/ S依赖同步对象类型。例如处理、ID、OS_EVENT *
/ SemaphoreHandle_t等. .O / S的头文件定义需要
/包括在ff.c的范围。 */
#define _WORD_ACCESS 0
/* _WORD_ACCESS选项是一个只有依赖于平台的选择。
它定义了这个词/访问方法是用来体积上的数据。
/
/ 0:逐字节的访问。总是兼容所有平台。
/ 1:词的访问。不要选择这个,除非在下列条件。
/
/ *地址对齐内存访问总是允许所有指令。
/ *字节顺序的记忆是低位优先。
/
/如果是这样的情况,_WORD_ACCESS也可以减少代码的大小设置为1。
/下表显示允许设置某种类型的处理器。
/
/ ARM7TDMI 0 *2 ColdFire 0 *1 V850E 0 *2
/ Cortex-M3 0 *3 Z80 0/1 V850ES 0/1
/ Cortex-M0 0 *2 x86 0/1 TLCS-870 0/1
/ AVR 0/1 RX600(LE) 0/1 TLCS-900 0/1
/ AVR32 0 *1 RL78 0 *2 R32C 0 *2
/ PIC18 0/1 SH-2 0 *1 M16C 0/1
/ PIC24 0 *2 H8S 0 *1 MSP430 0 *2
/ PIC32 0 *1 H8/300H 0 *1 8051 0/1
/
/
* 1:高位优先。 /
* 2:不支持不连续的内存访问。 /
* 3:一些编译器生成LDM(逻辑磁盘管理器 ) / STM mem_cpy(内存拷贝)函数。
*/
（3）实现动态内存分配函数与时间函数
ff.h文件有动态内存的释放，动态内存申请，时间获取函数接口。
在diskio.c文件实现函数功能：
代码实现如下：
//动态内存分配
void* ff_memalloc (UINT msize) /* 分配内存块 */
{
return (void*)malloc(msize); //分配空间
}
//动态内存释放
void ff_memfree (void* mblock) /* 空闲内存块 */
{
free(mblock); //释放空间
}
//返回FATFS时间
//获得时间
DWORD get_fattime (void)
{
//Get_RTC_Timer(); //获取一次RTC时间
return (RTC_Timer.year-1980)< < 25| //年
RTC_Timer.month< < 21| //月
RTC_Timer.day< < 16| //日
RTC_Timer.hour< < 11| //时
RTC_Timer.minute< < 5| //分
RTC_Timer.sec; //秒
}
/*
Return Value
Currnet local time is returned with packed into a DWORD value. The bit field is as follows:
bit31:25
Year origin from the 1980 (0..127)
bit24:21
Month (1..12)
bit20:16
Day of the month(1..31)
bit15:11
Hour (0..23)
bit10:5
Minute (0..59)
bit4:0
Second / 2 (0..29)
*/
（4）修改堆栈空间
完成了上述的修改，还需要修改堆栈空间，因为长文件支持需要占用堆空间。
修改STM32启动文件如下：
（5）编译工程测试
修改完毕之后，给开发板插上SD卡，调用API函数在SD卡创建一个文件，并写入数据，测试是否成功：
#include "ff.h"
FATFS fs; // 用户定义的文件系统结构体
FIL file; // 用户定义的文件系统结构体
u8 buff[]="123 知识！！";
int main(void)
{
u32 data; //检测SD卡容量
u8 i,res;
LED_Init(); //LED灯初始化
Delay_Init();
KEY_Init();
USART1_Init(72,115200);
USART2_Init(36,115200);
FLASH_Init();
Set_Font_addr(); //字库地址初始化
FSMC_SRAM_Init();
LCD_Init();
RTC_Init(); //RTC时钟初始化
while(SD_Init()) //检测不到SD卡,SD相关硬件初始化
{
i=!i;
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"SD Card Error! Please Check SD Card!!",0xf800);
Delay_ms(500);
LED1(i)//DS0闪烁
}
f_mount(&fs,"0",1); // 注册工作区，驱动器号 0，初始化后其他函数可使用里面的参数
printf("注册工作区！n");
if(f_mkfs("0",0,4096)) //格式化SD卡
{
printf("格式化失败！！n");
}
else
{
printf("格式化成功！！n");
}
res = f_open(&file, "/file.c", FA_OPEN_ALWAYS | FA_READ | FA_WRITE);
if(res==0)
{
printf("文件创建成功！！n");
}
else
{
printf("文件创建失败！！n");
}
res =f_write(&file,buff,strlen((const char*)buff),&data);
if(res==0)
{
printf("数据写入成功！！n");
}
else
{
printf("数据写入失败！！n");
}
printf("成功写入%d字节数据n",data);
f_close(&file); //关闭文件
//_FS_RPATH
while(1)
{
Delay_ms(1000);
LED1(1);
Delay_ms(500);
LED1(0);
}
}
五、案例使用
5.1 读取GBK字库文件(LCD汉字显示)
产品开发中，如果设备带有LCD显示屏，一般会显示各种文字提示，或者机器操作说明，显示中文需要字库，为了方便字模的提取，可以将字库文件制作好之后放到SD NAND上，通过文件系统打开字库文件，读取字模进行显示。
下面贴出文件系统读取字模的核心代码：
/*
函数功能: 显示GBK字库数据
u32 x 范围0~319
u32 y 范围0~479
u32 size 数据的宽度(必须是8的倍数) 是正方形
u8 *p 中文
说明: 取模横向坐标必须保证是8的倍数
*/
void ILI9341_DisplayGBKData(u32 x,u32 y,u32 size,u8 *p)
{
FIL fp;
UINT br;
u8 L,H;
u32 Addr;
u16 font_size=size/8*size; //字体占用的点阵码字节大小
u8 *buff=NULL;
H=*p;
L=*(p+1);
if(L< 0x7f)L=L-0x40;
else L=L-0x41;
H=H-0x81;
Addr=(190*H+L)*font_size; //中文在字库里的偏移量
buff=malloc(font_size); //使用的堆空间
if(buff==NULL)return;
switch(size)
{
case 16:
if(f_open(&fp,"0:/font/gbk16.DZK",FA_READ)!=FR_OK)
{
printf("f_open error.rn");
}
f_lseek(&fp,Addr);
f_read(&fp,buff,font_size,&br);
f_close(&fp);
break;
case 24:
f_open(&fp,"0:/font/gbk24.DZK",FA_READ);
f_lseek(&fp,Addr);
f_read(&fp,buff,font_size,&br);
f_close(&fp);
break;
case 32:
break;
}
//显示中文
ILI9341_DisplayData(x,y,size,size,buff);
//释放空间
free(buff);
}
这是读取字模，显示的效果：
5.2 读取MP3文件播放(开机音乐)
这个例子是演示文件系统的目录扫描函数使用方式，读取指定目录下的MP3文件进行播放。
u8 PlayerMP3(const char *path);
FATFS FatFs;
int main()
{
LED_Init();
BEEP_Init();
KeyInit();
USARTx_Init(USART1,72,115200);
SDCardDeviceInit(); //初始化SD卡
// res=f_mkfs("0:",FM_ANY,0,work,sizeof work);
// if(res)printf("格式化失败!n");
// else printf("格式化成功!n");
f_mount(&FatFs, "0:", 0); //注册工作区
PlayerMP3("0:/MP3");
while(1)
{
DelayMs(100);
LED0=!LED0;
}
}
/*
函数功能: 扫描目录mp3播放
0表示成功 1表示失败
*/
u8 PlayerMP3(const char *path)
{
DIR dir;
FRESULT res;
FILINFO fno; //存放读取的文件信息
char *abs_path=NULL;
/*1. 打开目录*/
res=f_opendir(&dir,path);
if(res!=FR_OK)return res;
/*2. 循环读取目录*/
while(1)
{
res=f_readdir(&dir,&fno);
if(fno.fname[0] == 0 || res!=0)break;
printf("文件名称: %s,文件大小: %ld 字节rn",fno.fname,fno.fsize);
/*过滤目录*/
if(strstr(fno.fname,".mp3"))
{
//申请存放文件名称的长度
abs_path=malloc(strlen(path)+strlen(fno.fname)+1);
if(abs_path==NULL)break;
strcpy(abs_path,path);
strcat(abs_path,"/");
strcat(abs_path,fno.fname);
printf("abs_path=%sn",abs_path);
VS1053_MP3(0,0,abs_path);
free(abs_path);
}
}
/*3. 关闭目录*/
f_closedir(&dir);
return 0;
}
审核编辑 黄宇
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