STM32F407之SD卡讀數據介紹
時間：2019-07-09 來源：長沙中心，劉老師
1，SD卡基礎知識
SD卡（Secure Digital Memory Card）即：安全數字存儲卡，它是在MMC的基礎上發展而來，作為存儲器件廣泛應用于電子產品中。
1.1 SD卡有SDIO和SPI兩種傳輸方式，具體信號定義如下：
其中紅色選中的信號是必需的。
1.2 SD卡的內部結構
1.3 SD中的兩個重要概念： Sector與Block
Sector: A number of blocks, basic erase unit (SD擦除單位)
可以設置為N*block。
Block : A number of bytes, basic data transfer unit (SD中最小的讀寫單位)。
block length 可以被 SET_BLOCKLEN (CMD16)設置 。
1.4 SD 常用命令
Class0 :(卡的識別、初始化等基本命令集)
CMD0:復位SD 卡.
CMD1:讀OCR寄存器.
CMD9:讀CSD寄存器.
CMD10:讀CID寄存器.
CMD12:停止讀多塊時的數據傳輸
CMD13:讀 Card_Status 寄存器
Class2 (讀卡命令集):
CMD16:設置塊的長度
CMD17:讀單塊.
CMD18:讀多塊,直至主機發送CMD12為止 .
Class4(寫卡命令集) :
CMD24:寫單塊.
CMD25:寫多塊.
CMD27:寫CSD寄存器 .
Class5 (擦除卡命令集):
CMD32:設置擦除塊的起始地址.
CMD33:設置擦除塊的終止地址.
CMD38: 擦除所選擇的塊.
2，STM32讀取SD流程
STM32的SDIO接口提供 APB2 外設總線與多媒體卡 (MMC)、SD 卡、SDIO 卡以及 CE-ATA 設備之間的接口。
2.1 時鐘
三個時鐘信號：卡時鐘SDIO_CK（傳輸速率0-25MHZ）、SDIO適配器時鐘SDIOCLK（用于驅動適配器來產生卡時鐘，與所掛載的總線時鐘相同）、總線時鐘PCLK2(F1為HCLK2)
SDIO_CK計算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/（2+CLKp） CLKp為可配置的分頻系數，在初始化時不可以超過400khz ,初始化完成后可全速運行。
2.2 操作流程
A, 初始化相關 GPIO 及 SDIO 外設；
B, 配置 SDIO 基本通信環境進入卡識別模式，通過幾個命令處理后得到卡類型；
C, 如果是可用卡就進入數據傳輸模式，接下來就可以進行讀、寫、擦除的操作。
2.3 SD 卡初始化
SD 卡初始化過程主要是卡識別和相關 SD 卡狀態獲取。整個初始化函數流程如下：
具體執行流程如下：
(1) 配置 NVIC，SD 卡通信用到 SDIO 中斷，如果用到 DMA 傳輸還需要配置 DMA 中 斷。注意中斷服務函數不是定義在 stm32f4xx_it.c 文件的，是直接定義在 bsp_sdio_sd.c 文件中，中斷服務函數定義在個文件問題都不大，只要定義正確就 可以的，編譯器會自動尋找。
(2) 執行 SD_LowLevel_Init 函數，其功能是對底層 SDIO 引腳進行初始化以及開啟相 關時鐘，該函數在之前已經講解。
(3) SDIO_DeInit 函數用于解除初始化 SDIO 接口，它只是簡單調用 SD_LowLevel_DeInit 函數。而 SD_LowLevel_DeInit 函數是與 SD_LowLevel_Init 函數相反功能，關閉相關時鐘，關閉 SDIO 電源，讓 SDIO 接近上電復位狀態。 恢復復位狀態后再進行相關配置，可以防止部分沒有配置的參數采用非默認值而 導致錯誤，這是 ST 官方驅動常用的一種初始化方式。
(4) 調用 SD_PowerON 函數，它用于查詢卡的工作電壓和時鐘控制配置，并返回 SD_Error 類型錯誤。
2.4 SD卡讀操作
從 SD 卡讀取數據可分為單塊讀取和多塊讀取。這里介紹單塊讀操作流程。
SD_ReadBlock 函數執行流程如下：
(1) 將 SDIO 外設的數據控制寄存器 (SDIO_DCTRL)清理，復位之前的傳輸設置。
(2) 調用 SDIO_ITConfig 函數使能相關中斷，包括數據 CRC 失敗中斷、數據超時中斷、數 據結束中斷等等。然后調用 SD_LowLevel_DMA_RxConfig 函數，配置使能 SDIO 從 SD 卡的讀取數據的 DMA 請求。為使 SDIO 發送 DMA 請求，需要調用 SDIO_DMACmd 函數使能。對于高容量的 SD 卡要求塊大小必 須為 512 字節，程序員有責任保證目標讀取地址與塊大小的字節對齊問題。
(3) 對 SD 卡進行數據讀寫之前，都必須發送 CMD16 指定塊的大小，對于標準卡，讀取 BlockSize 長度字節的塊；對于 SDHC 卡，讀取 512 字節的塊。
(4) 利用 SDIO_DataInitTypeDef 結構體類型變量配置數據傳輸的超時、塊數量、數據塊大 小、數據傳輸方向等參數并使用 SDIO_DataConfig 函數完成數據傳輸環境配置。
(5) 最后控制器向 SD 卡發送單塊讀數據命令 CMD17，SD 卡在接收到命令后就會通過數據線把數據傳輸到控制器數據 FIFO 內，并自動生成 DMA 傳輸請求。
（6）SD_WaitReadOperation 函數用于等待數據讀取操作完成，只有在確保數據讀取完成了，我們就可以放心使用數據。
