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基于SPI模式的SD卡驱动程序

作者:佚名   来源:本站原创   点击数:x  更新时间:2014年08月18日   【字体:

u8 SD_SendCommand(u8 cmd,u32 arg, u8 crc)

 {
  u8 r1;
  unsigned int Retry = 0;
  SD_CS_DISABLE();
  SPI_ReadWriteByte(0xff);//提高兼容性,如果没有这里,有些SD卡可能不支持
  SD_CS_ENABLE();//片选端置低,选中SD卡
  /*发送命令序列*/
  SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
  SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[31..24]
  SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>16));//参数[23..16]
  SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>8)); //参数[15..8]
  SPI_ReadWriteByte((u8)arg);      //参数[7..0]
  SPI_ReadWriteByte(crc);
 
       //等待响应,或超时退出
       while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff)==0xff))
        {
      Retry++;
      if(Retry>800)break;//根据实验测得,最好重试次数多点
         }
        //关闭片选
        SD_CS_DISABLE();
        //在总线上额外增加8个时钟,让SD卡完成剩下的工作
        SPI_ReadWriteByte(0xff);
 
       //返回状态值
       return r1;
 
  }
/************************************************************************
*SD卡初始化函数
*延时等待SD卡上电完成
*给至少74个脉冲让SD卡自己初始化完成
*持续发送发送CMD0接收0x01(可以不接受)SD回应进入Idle(空闲)状态
*
************************************************************************/
 
u8 SD_Init(void)
 {
 u16 i;         //用来循环计数
 u8 r1;     //存放SD卡的返回值
 u16 retry; //用来进行超时计数
 u8 buff[6];
 SPI_ControlLine();  //SPI的配置初始化
 SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
 SD_CS_ENABLE();
 //纯延时,等待SD卡上电完成
 for(i=0;i<0xf00;i++);
 //先产生至少74个脉冲,让SD卡自己初始化完成
 for(i=0;i<10;i++)
 {
   SPI_ReadWriteByte(0xFF); //80clks
 }
 //-------------------SD卡复位到idle开始-------------------
 //循环连续发送CMD0,直到SD卡返回0x01,进入IDLE状态
 //超时则直接退出
 retry = 0;
      do
      {
          //发送CMD0,让SD卡进入IDLE状态
     ri = SD_SendCommand(CMD0,0,0x95);
     retry++;
  }while((r1 != 0x01)&& (retry<200));
  //跳出循环后,检查原因: 初始化成功?or重试超时?
  if(retry==200) return 1;//超时返回1
 
 
  //--------------SD卡复位到idle结束----------
  //获取卡片的SD版本信息
  r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD8,0x1aa,0x87);
  //如果卡片版本信息是V1.0版本的,即r1=0x05,则进行以下初始化
  if(r1==0x05)
   {
      //设置卡类型为SDV1.0,如果后面检测为MMC卡,再修改为MMC
      SD_Type = SD_TYPE_V1;
      //如果是V1.0卡,CMD8指令后没有后续数据
      //片选置高,结束本次命令
      SD_CS_DISABLE();
      //多发8个clk,让SD结束后续操作
      SPI_ReadWriteByte(0xff);
      //----------------SD卡、MMC卡初始化开始------------------
      //发卡初始化指令CMD55+ACMD41
      //如果有应答,说明是SD卡,且初始化完成
      //没有回应,说明是MMC卡,额外进行相应初始化
      retry = 0;
      do
       {
          //先发CMD55,应返回0x01,否则出错
      r1 = SD_SendCommand(CMD55,0,0);
      if(r1 !=0x01)
      return r1;
      //得到正确响应后,发ACMD41,应得到返回值0x00,佛则重试400次
      r1 = SD_SendCommand(ACMD41,0,0);
      retry++;
     }while((r1!=0x00)&&(retry<400));
     //判断是超时还是得到正确回应
     // 若有回应:是SD卡:没有回应:是MMC卡
 
     //---------------MMC卡额外初始化操作开始-------------
    if(retry==400)
     {
        retry =0;
    //发送MMC卡初始化命令(没有测试)
    do
     {
        r1=SD_SendCommand(CMD1,0,0);
        retry++;
      }while(r1!=0x00)&&(retry<400);
      if(retry==400)return 1;//MMC卡初始化超时
      //写入卡类型
      SD_Type=SD_TYPE_MMC;
      }
      //----------MMC卡额外初始化操作结束---------------
      //设置SPI为高速模式
      SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH);
      SPI_ReaadWriteByte(0xff);
 
      //禁止CRC校验
      r1=SD_SendCommand(CMD59,0,0x95);
      if(r1!=0x00)return r1;//命令错误,返回r1
      //-------------SD卡、MMC卡初始化结束-------------
 
          }//SD卡为V1.0版本的初始化结束
          //下面是V2.0卡的初始化
      //其中需要读取OCR数据,判断是SD2.0还是SD2.0HC
else if(r1==0x01)
 {
     //v2.0的卡,CMD8命令后会传回4字节的数据,要跳过在结束本命令
     buff[0]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x00
     buff[1]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x00
     buff[2]=SPI_ReadWriteByte(0xff);//shoule be 0x11
     SD_CS_DISABLE();
     SPI_ReadWriteByte(0xff);//the next 8 clocks
     //判断该卡是否支持2.7-3.6的电压范围
     //if(buff[2]==0x01&&buff[3]==0xaa)//如不判断,让其支持的卡更多
     //{
     retry = 0;
 //发卡初始化指令CMD55+ACMD41
 do
  {
     r1=SD_SendCommand(CMD55,0,0);
 if(r1!=0x01)return r1;
 r1=SD_SendCommand(ACMD41,0x40000000,1);
 if(retry>200)return r1;//超时则返回r1状态
 }while(r1!=0);
 //初始化指令发送完成,接下来获取OCR信息
 //----------鉴别SD2.0卡版本开始------------
 r1=SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58,0,0);
 if(r1!=0x00)return r1;//如果命令没有返回正确应答,直接退出返回应答
 //读OCR指令发出后,紧接着是4字节的OCR信息
 buff[0]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
 buff[1]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
 buff[2]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
 buff[3]=SPI_ReadWriteByte(0xff);
 
       //OCR接收完成,片选置高
 SD_CS_DISABLE();
 SPI_ReadWriteByte(0xff);
 
 //检查接收到的OCR中的bit30位(CCS),确定其为SD2还是SDHC
 //如果CCS=1:SDHC   CCS=0:   SD2.0
 if(buff[0]&0x40)SD_Type = SD_TYPE_V2HC;//检查CCS
 else SD_Type=SD_TYPE_V2;
 //------------------鉴别SD2.0卡版本结束------------------
 //设置SPI为高速模式
 SPI_SetSpeed(1);
}
return r1
 
}
 
/******************************************************************
*********************SPI模式GPIO端口设置***************************
**************PA5=SCK、PA6=MISO、PA7=MOSI、PA4=CS******************
******************************************************************/
 
void SPI_ControlLine(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC ,ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);
 
    /*configuration SPI1 pins:,SCK,MISO and MOSI*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //MISO应该要初始化为上拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*configration PA4 Pin:  CS Pin*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
 
/**************************************************************************
***********************SPI通信模式初始化***********************************
***********************设置高速或低速模式**********************************
**************************************************************************/
 
void SPI_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
   /* Initialize the SPI1 according to the SPI_InitStructure members */ 
   SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
   if(SpeedSet==SPI_SPEED_HIGH)//高速
   {
      SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
      SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; 
      SPI_InitStructure.SPI_DatSize = SPI_DatSize_8b; 
      SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; 
      SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; 
      SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 
      SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; 
      SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; 
      SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
   
    
   SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); 
   /*SPI1 enable*/
   SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
   }
   else//低速
     {  
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
        SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; 
        SPI_InitStructure.SPI_DatSize = SPI_DatSize_8b; 
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; 
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; 
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 
        SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; 
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; 
        SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
  
        SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
/*SPI1 enable*/
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); 
      }
}
 
/************************************************************
**************************发送命令***************************
************************************************************/
 
u8 SD_SendCommand_NoDeassert(u8 cmd, u32 arg,u8 crc)
{
    unsigned char r1;
    unsigned int Retry = 0;
 
    SD_CS_DISABLE();
    SPI_ReadWriteByte(0xff);//提高兼容性,如果没有这里,有些SD卡可能不支持
    SD_CS_ENABLE();//片选端置低,选中SD卡
 
    /*发送命令序列*/
    SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40);
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[31..24]
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[23..16]
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg>>24));//参数[7..0]
    SPI_ReadWriteByte(crc);
 
    //等待响应,或超时退出
    while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff))==0xff)
    {
    Retry++;
  if(Retry>600)break;//根据实验测得,最好重试次数多点
     }
//返回响应值
return r1;
}
 
/**************************************************************
************************向SD卡写一个块*************************
**************************************************************/
 
u8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector,const u8 *data)
{
u8 r1;
u16 i;
u16 retry;
 
//设置为高速模式
SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
 
//如果不是SDHC,给定的是sector地址,将其转换成byte地址
if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
{
    sector = sector<<9;//512*sector即物理扇区的边界对齐地址
}
 
r1 = SD_SendCommand(CMD24,sector,0x00);
if(r1 !=0x00)
{
   return r1;//应答不正确,直接返回
}
 
//开始准备数据传输
SD_CS_ENABLE();
//先放3个空数据,等待SD卡准备好
SPI_ReadWriteByte(0xff);
SPI_ReadWriteByte(0xff);
SPI_ReadWriteByte(0xff);
//放起始令牌0xfe
SPI_ReadWriteByte(0xfe);
 
//发一个sector的数据
for(i=0;i<512;i++)
{
    SPI_ReadWriteByte(*data++);
}
//发2个Byte的dummy CRC
SPI_ReadWriteByte(0xff);
SPI_ReadWriteByte(0xff);
 
     //等待SD卡应答
r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
if((r1&0x1f)!=0x05)
{
    SD_CS_DISABLE();
return r1;
 }
 
//等待操作完成
retry = 0;
while(!SPI_ReadWriteByte(0xff))//卡自编程时,数据线被拉低
{
    retry++;
if(retry>65534)       //如果长时间写入没有完成,报错退出
{
SD_CS_DISABLE();
return 1;         //写入超时返回1
 }
  }
 
//写入完成,片选置1
SD_CS_DISABLE();
SPI_ReadWriteByte(0xff);
 
return 0;
}
 
/********************************************************
******************从SD中读取一个块***********************
********************************************************/
 
u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer)
{
   u8 r1;
   //设置为高速模式
   SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_LOW);
 
   if(SD_Type!=SD_TYPE_V2HC)
    {
  sector = sector<<9;//512*sector即物理扇区的边界对齐地址
}
 
//如果不是SDHC,将sector地址转成byte地址
//sector = sector<<9;
 
r1 = SD_SendCommand(CMD17,sector,1);//读命令
 
if(r1 !=0x00)return r1;
r1 = SD_ReceiveData(buffer,512,EELEASE) ;
if(r1 != 0)
 return r1;   //读数据出错!
else
 return 0;
}
 
/************************************************************
************************接收数据*****************************
************************************************************/
 
u8 SD_ReceiveData(u8 *data,u16 len,u8 release)
{
   u16 retry;
   u8 r1;
   //启动一次传输
   SD_CSENABLE();
   //等待SD卡发回数据起始令牌0xfe
   retry = 0;
   do
   {
 r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
 retry++;
 if(retry>4000)  //4000次等待后没有应答,退出报错(根据实验测试,此处最好多试几次)
  {
    SD_CS_DISABLE();
return 1;
}
}while(r1 != 0xfe);
 
//开始接收数据
while(len--)
{
   *data = SPI_ReadWriteByte(0xff);
data++;
}
//下面是2个伪CRC(dummy CRC)
SPI_ReadWriteByte(0xff);
SPI_ReadWriteByte(0xff);
//按需释放总线,将CS置高
if(release == RELEASE)
{  
   //传输结束
SD_CS_DISABLE();
SPI_ReadWriteByte(0xff);
}
 return 0;
}

void SPI_ReadWriteByte(u8 xxx)
{

void USART_Configuration(void)
{
写写看看400多行,尚有海量代码没有公布(还没写出或移植。
第一步:实现SD卡的初始化利用usart与笔记本通信。
第二步:在SD卡初始化实现的基础上对SD卡进行读写操作。
第三步:移植FAT文件系统管理图像,声音以及视频文件(猜想或有技术上的错误)。
第四步:ucgui的使用以及TFT用户界面的设计。
当然第三步与第四步相当复杂所以必须有必胜的信心以及优秀的体力与异常集中的精神。 
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