SD卡的初始化及基本应用

SD卡的初始化

上一篇文章我分享了一些关于SDIO接口的理解，通过SDIO接口，我们现在已经可以通过stm32与SD卡通信了。在通信之前，我们需要对SD卡进行初始化操作，对SD卡初始化需要通过我们前面说的CMD命令，SD卡接收到相应的CMD命令后，反馈相应的数据，我们便是通过这些反馈的数据对我们SD卡的类型，大小等进行判断，从而完成初始化。

这里上一张与SD卡参数有关的5个会反馈的寄存器：
在这里插入图片描述
其初始化的流程为：
①、发送CMD0命令，使SD卡进入Idle状态。
②、发送CMD8命令，改变VHS位，告诉SD卡主机供电范围。若响应正常，在发送CMD55命令，若响应正常，则可以区分出我们的卡是SD卡还是MMC卡。
③、若以上都响应正常，发送CMD55命令，响应正常后发送ACMD41命令，携带参数为供电电压范围和HCS位。也就是说我们对HCS位写1，然后判断返回的R3类型的响应（对应的位，第30位）是否也为1，若为1，则为大容量卡 SDHC 卡。
④、至此，我们已经区分好了卡的类型（MMC,SDHC,SDSC），然后根据响应数据判断SDIO->RESP1寄存器的上电位是否置1。若置1则表示上电完成。接下来发送指令获取SD卡对应的信息。
⑤、发送CMD2，反馈长响应，获取CID。
⑥、发送CMD3，用于设置卡的相对地址（RCA，必须为非0），对于SD卡，在收到CMD3后，将返回一个新的RCA给主机（卡发送RCA到主机），主机记录了新的RCA即为此时这张SD卡的相对地址。通过CMD3带参数（高16位用于RCA设置），实现RCA设置
⑦、发送CMD9和RCA，反馈长反应，获取CSD。从CSD寄存器，我们便可以直到SD卡的容量，扇区大小等十分重要的信息。
⑧、发送CMD7，带参数rca，使能SD卡。
⑨、SDIO_Clock_Set(clkdiv);//clkdiv = 0x00
通过这个语句设置频率为24MHz。公式看之前的SDIO接口文章。因为之前初始化过程，频率不得高于400KHz，所以现在调高速度。
⑩、SDIO->CLKCR|=WideMode;
#define SDIO_BusWide_4b ((uint32_t)0x00000800)
WideMode = SDIO_BusWide_4b;
通过CLKCR寄存器设置总线宽度为4bit。
也可以通过CMD55+ACMD6配置为4bit数据传输模式来设置。

最后设置SD卡的工作模式为查询模式即可，初始化就到这里！

SD卡读取数据流程

SD卡读取一个块流程

在这里插入图片描述
①、发送CMD16+设置数据长度为blksize,短响应。
②、发送CMD17+从addr地址出读取数据,短响应。
③、关闭总中断，判断当前SD卡工作模式。
④、如果是轮询模式，就等待SD卡的FIFO寄存器半满（8个字），然后把数据存进数组中，数组地址++，一次读8个字。直到SD卡的STA寄存器完成标志置位，结束读取。也就相当于从SD卡的一个地址，读取了blksize（一般我们设置512字节）大小的数据，把这些数据写进了我们自己定义的数组中。

SD卡读取多个块流程

在这里插入图片描述
①、开始流程都差不多，发送CMD16设置数据块大小，注意这里我们设置了数据长度，上面我们说了可以判断SD卡的STA寄存器完成标志是否置位，来判断传输是否完成，那么这里的置位与否，就是看数据长度（块大小 * 块数）。
②、发送CMD18+addr，addr指示我们要从什么地址开始读。
③、接收数据的流程和单块一样，我们只是改变了数据长度，从而改变了读取大小。数据长度可以通过这个函数来设置SDIO_DataConfig（）。
④、接收完成后我们发送CMD12来结束数据块读取。

SD卡写入一个块流程

在这里插入图片描述
①、和读取有一点区别，我们设置好CMD16+数据块大小命令后，要先对SD卡进行查忙操作，也就是发送CMD13+RCA，根据反馈的数据我们判断卡是否繁忙，若繁忙则一直查询，直到一定时间（超时了就return呗）。
②、写入CMD24+addr，就可以往addr这个地址里面写入数据了。
③、原子的程序在这里做了很复杂的判断，简单说就是当剩余数据长度大于32字节，就很普通的往地址里写数据，写完8个字addr+32。若剩余数据长度小于32字节，则根据当前的SD卡的写入地址判断还剩几个字节，这样可以防止在循环写入数据时，超过数据长度导致报错。