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STM32CubeMX系列教程17:SDMMC

2016-5-3 17:33| 发布者: MyMX1213| 查看: 50576| 评论: 5|原作者: MyMX1213

摘要: 本章介绍SD/SDIO MMC卡主机接口(SDMMC),通过SDMMC接口读写SD卡。

一、SDMMC简介

MMC：MMC就是MultiMediaCard的缩写，即多媒体卡

SD：SD卡为Secure Digital Memory Card, 即安全数码卡

SDIO：SD Input Output 带有输入输出接口，SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口

SD种类

SD卡：<=2GB
SDHC卡（SD High Capacity，大容量SD卡）：4GB~32GB
SDXC卡（SD eXtended Capacity）：64GB~2TB。

SD管脚图

我们现在常用的是Micro SD卡，尺寸非常小的，其管脚图如下。

SD卡的接口可以支持SD卡模式和SPI模式两种操作模式。

SD模式：采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3。其中CLK为时钟线，CMD为命令控制线，DAT0~DAT3为数据线，允许4线的高速数据传输；

SPI模式：通用的SPI通道接口，使用CS、CLK、DI、DO进行数据通信。

SD模式的数据传输速度比SPI模块要快。我们这一章主要讲通过SD模式控制。

SD卡相关寄存器

SD卡内部有7个寄存器，其中OCR,CID,CSD和SCR寄存器保存卡的配置信息;RCA寄存器保存着通信过程中卡当前暂时分配的地址;卡状态(Card Status)和SD状态(SD Status)寄存器保存着卡的状态,这两个寄存器的内容与通信模式(SD模式或SPI模式)相关

命令传输

命令是用于启动操作的令牌。命令在CMD线上以串行的方式传输。所以命令都为固定长度48位。命令路径以半双工模式运行，因此可以发送和接收和响应。

最大支持64个命令：CMD0~CMD63(其中CMD57~63是保留的)，另外还有ACMD应用命令。

（本章不打算详细介绍SD各条命令的含义，而且我们编写程序的时候也不会用到，只需大概了解一下即可）

响应是一个令牌，作为对先前接收命令的应答，从卡发送到主机，响应在CMD线上以串行方式传输。

SDMMC支持两种响应类型，48位短响应和136位长响应。两种类型均使用CRC错误检验。

数据传输

SD的读写操作是以块为操作对象。先发送命令开始传输，然后传输数据块，传输完数据块紧接着传输CRC检验值。最好发送停止命令停止数据传输。

SD卡识别流畅图和数据传输流程图：

（本章不打算详细介绍SD的状态图，编写程序的时候也不会用到，只需大概了解一下即可）

二.示例程序

复制串口printf的工程，修改文件夹名。击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置，SDMMC选择四线SD模式。

此时SDMMC对应的管脚也被选中。

配置SDMMC的时钟为48MHz（最高为48MHz）。

SDMMC配置参数只有一个分频因子，此处为默认0，不修改。

开启SDMMC接收和发送DMA。

特别注意，开启DMA后必须开启SDMMC中断，否则不能判断DMA传输是否完成，程序一直等待。且SDMMC中断的抢占优先级必须比SDMMC DMA中断高。

生成报告以及代码，编译程序。在sdmmc.c文件中可以看到SDMMC初始化函数。在stm32f7xx_hal_sd.h头文件中可以看SD卡的操作函数。

在main.c文件前面添加变量，Status保存程序返回状态，Buffer_Tx，Buffer_Rx存储读写数据。

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print?
1/* USER CODE BEGIN PV */
2/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
3HAL_SD_ErrorTypedef Status;
4uint32_t Buffer_Tx[512/4], Buffer_Rx[512/4];
5uint32_t i;
6/* USER CODE END PV */

程序中用的memset函数填充缓存数据，所以要添加字符头文件。

view source
print?
1/* USER CODE BEGIN Includes */
2#include <string.h>
3/* USER CODE END Includes */</string.h>

在main函数中添加下面应用程序。程序中首先输出SD卡信息，然后进行读写擦除块等操作。

view source
print?
01/* USER CODE BEGIN 2 */
02    printf(" Warning: this program may erase all the TF card data. \r\n");
03      
04    printf("\r\n Initialize SD card successfully!\r\n\r\n");
05    printf(" SD card information! \r\n");
06    printf(" CardCapacity  : %llu \r\n",SDCardInfo1.CardCapacity );
07    printf(" CardBlockSize : %d \r\n",SDCardInfo1.CardBlockSize);
08    printf(" RCA           : %d \r\n",SDCardInfo1.RCA);
09    printf(" CardType      : %d \r\n",SDCardInfo1.CardType);
10  
11    /*------------------- Block Write --------------------------*/
12    memset(Buffer_Tx,0x15,sizeof(Buffer_Tx));
13    if(HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd1, Buffer_Tx, 0, 512, 1) == SD_OK)
14    {  
15        Status = HAL_SD_CheckWriteOperation(&hsd1, (uint32_t)100000000);
16        if (Status == SD_OK)
17        {
18            printf("\r\n Write block successfully!\r\n");
19            for(i=0;i<sizeof(buffer_tx)>>2;i++)
20            {
21                printf("%02x:0x%08x ",i,Buffer_Tx[i]);
22            }
23            printf("\r\n");
24        }
25        else
26            printf("\r\n Write block fail!\r\n");
27    }
28      
29    /*------------------- Block Read --------------------------*/
30    if(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd1, Buffer_Rx, 0, 512, 1) == SD_OK)
31    {
32        Status = HAL_SD_CheckReadOperation(&hsd1, 0xFFFF);
33        if (Status == SD_OK)
34        {
35            printf("\r\n Read block successfully!\r\n");
36            for(i=0;i<sizeof(buffer_rx)>>2;i++)
37            {
38                printf("%02x:0x%08x ",i,Buffer_Rx[i]);
39            }
40            printf("\r\n");
41        }
42        else
43            printf("\r\n Read block fail!\r\n");
44    }
45      
46    /*------------------- Block Erase -------------------------------*/
47    Status = HAL_SD_Erase(&hsd1, 0, 512);
48    if (Status == SD_OK)
49    printf("\r\n Erase block successfully!\r\n");
50    else
51        printf("\r\n Erase block fail!\r\n");
52      
53    /*------------------- Block Read --------------------------*/
54    if(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd1, Buffer_Rx, 0, 512, 1) == SD_OK)
55    {
56        Status = HAL_SD_CheckReadOperation(&hsd1, 0xFFFF);
57        if (Status == SD_OK)
58        {
59            printf("\r\n Read block successfully!\r\n");
60            for(i=0;i<sizeof(buffer_rx)>>2;i++)
61            {
62                printf("%02x:0x%08x ",i,Buffer_Rx[i]);
63            }
64            printf("\r\n");
65        }
66        else
67            printf("\r\n Read block fail!\r\n");
68    }
69  /* USER CODE END 2 */</sizeof(buffer_rx)></sizeof(buffer_rx)></sizeof(buffer_tx)>

在SDMMC接口初始化函数MX_SDMMC1_SD_Init()中,调用HAL_SD_Init(&hsd1, &SDCardInfo1)函数初始SD卡（有兴趣的少年可以对比上面的状态图看看SD卡的初始化程序），将SD卡的信息保存在SDCardInfo1结构体中。

SDCardInfo1结构体类型为HAL_SD_CardInfoTypedef，在stm32f7xx_hal_sd.h中可以看到结构体的成员变量。

其中SD_csd,SD_cid分别对应SD卡的CSD,CID寄存器。CardCapacity为SD卡容量大小，CardBlockSize为SD卡块大小，CardType为SD类型。查看HAL_SD_CSDTypedef，HAL_SD_CIDTypedef两个类型可以知道CSD,CID寄存器各位的含义。

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print?
01/** @defgroup SD_Exported_Types_Group5 SD Card information structure 
02  * @{
03  */
04typedef struct
05{
06  HAL_SD_CSDTypedef   SD_csd;         /*!< SD card specific data register         */
07  HAL_SD_CIDTypedef   SD_cid;         /*!< SD card identification number register */
08  uint64_t            CardCapacity;   /*!< Card capacity                          */
09  uint32_t            CardBlockSize;  /*!< Card block size                        */
10  uint16_t            RCA;            /*!< SD relative card address               */
11  uint8_t             CardType;       /*!< SD card type                           */
12}HAL_SD_CardInfoTypedef;

程序中HAL_SD_WriteBlocks_DMA()和HAL_SD_ReadBlocks_DMA()读写块，注意调用这函数后面要调用HAL_SD_CheckWriteOperation()/HAL_SD_CheckReadOperation()判断传输是否完成。同样也可以用HAL_SD_WriteBlocks()/HAL_SD_ReadBlocks()通过轮询的方式读写块。HAL_SD_Erase()为擦除块操作。

编译程序并下载到开发板。将Micro SD卡插入Micro SD Storage Board中，再插到Open746I-C开发的SDMMC接口中。打开串口调试助手,设置波特率为115200,按下复位串口助手上面会显示如下信息。（注意：此程序会损坏SD卡里面的文件系统，导致SD里面的数据丢失，注意备份数据）

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