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STM32的SDIO接口详解

STM32的SDIO接口详解

目录

1. 定义与兼容性

2. SDIO时钟

3. SDIO命令与响应

4. SDIO块数据传输

5. SDIO控制器的硬件结构

6.代码实现

1.SD初始化

2.测试SD卡的读取

3.测试SD卡的写入


STM32的SDIO(Secure Digital Input/Output,安全数字输入输出)接口是一种用于连接外部设备(如SD卡、蓝牙模块、Wi-Fi模块等)的接口标准。以下是对STM32的SDIO接口的详细解析:

1. 定义与兼容性

  • SDIO是在SD卡接口的基础上发展而来,它兼容SD卡,并可以连接SDIO接口设备。
  • STM32的SDIO控制器支持多种存储卡和接口设备,包括多媒体卡(MMC卡)、SD存储卡、SDIO卡和CE-ATA设备。
  • STM32的SDIO控制器复位后,SDIO_D0用于数据传输。如果连接了多媒体卡,则SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于数据传输。

2. SDIO时钟

  • SDIO适配器时钟(SDIOCLK):用于驱动SDIO适配器,可产生SDIO_CK时钟,其频率为45MHz(基于系统时钟为180MHz)。
  • APB2总线接口时钟(PCLK2):用于驱动SDIO的APB2总线接口,其频率为90MHz(基于系统时钟为180MHz)。
  • SDIO_CK计算公式SDIO_CK = SDIOCLK / (2 + CLKDIV)在SD卡初始化时,SDIO_CK不可以超过400Khz,初始化完成后可以设置为最大频率(但不可以超过SD卡最大操作频率)

3. SDIO命令与响应

  • 命令类型:分为应用相关命令(ACMD)和通用命令(CMD)两部分。发送ACMD时,需先发送CMD55。
  • 命令和响应传输:所有的命令和响应都是在SDIO_CMD引脚上面传输的,命令长度固定为48位。
  • 响应类型:STM32的SDIO接口支持短响应(48位)和长响应(136位)两种类型。

4. SDIO块数据传输

  • 数据传输方式:SDIO与SD卡通信一般以数据块的形式进行传输。从机在收到主机相关命令后,开始发送数据块给主机,所有数据块都带CRC校验。
  • 数据块读写
    • 读操作:单个数据块读的时候,在收到1个数据块以后即可停止,不需要发送停止命令(CMD12)。但多块数据读时,SD卡将一直发送数据给主机,直到接到主机发送的STOP命令(CMD12)。
    • 写操作:与读操作类似,但多了一个繁忙判断,新的数据块必须在SD卡非繁忙的时候发送。

5. SDIO控制器的硬件结构

STM32控制器的SDIO由SDIO适配器和APB2接口两部分组成:

  • SDIO适配器:提供SDIO主机功能,包括SD时钟、发送命令和进行数据传输。
  • APB2接口:用于控制器访问SDIO适配器寄存器,并可以产生中断和DMA请求信号。

6.代码实现

1.SD初始化

  1. //SD卡初始化
  2. //返回值:0 初始化正确;其他值,初始化错误
  3. u8 SD_Init(void)
  4. {
  5. u8 SD_Error;
  6. //初始化时的时钟不能大于400KHZ
  7. SDCARD_Handler.Instance=SDIO;
  8. SDCARD_Handler.Init.ClockEdge=SDIO_CLOCK_EDGE_RISING; //上升沿
  9. SDCARD_Handler.Init.ClockBypass=SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE; //不使用bypass模式,直接用HCLK进行分频得到SDIO_CK
  10. SDCARD_Handler.Init.ClockPowerSave=SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE; //空闲时不关闭时钟电源
  11. SDCARD_Handler.Init.BusWide=SDIO_BUS_WIDE_1B; //1位数据线
  12. SDCARD_Handler.Init.HardwareFlowControl=SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;//关闭硬件流控
  13. SDCARD_Handler.Init.ClockDiv=SDIO_TRANSFER_CLK_DIV; //SD传输时钟频率最大25MHZ
  14. SD_Error=HAL_SD_Init(&SDCARD_Handler,&SDCardInfo);
  15. if(SD_Error!=SD_OK) return 1;
  16. SD_Error=HAL_SD_WideBusOperation_Config(&SDCARD_Handler,SDIO_BUS_WIDE_4B);//使能宽总线模式
  17. if(SD_Error!=SD_OK) return 2;
  18. return 0;
  19. }

2.测试SD卡的读取

  1. //测试SD卡的读取
  2. //从secaddr地址开始,读取seccnt个扇区的数据
  3. //secaddr:扇区地址
  4. //seccnt:扇区数
  5. void sd_test_read(u32 secaddr,u32 seccnt)
  6. {
  7. u32 i; u8 *buf; u8 sta=0;
  8. buf=mymalloc(SRAMEX,seccnt*512); //申请内存
  9. sta=SD_ReadDisk(buf,secaddr,seccnt);//读取secaddr扇区开始的内容
  10. if(sta==0)
  11. {
  12. printf("SECTOR %d DATA:\r\n",secaddr);
  13. for(i=0;i<seccnt*512;i++)printf("%x ",buf[i]);//打印secaddr开始的扇区数据
  14. printf("\r\nDATA ENDED\r\n");
  15. }else printf("err:%d\r\n",sta);
  16. myfree(SRAMEX,buf); //释放内存
  17. }

3.测试SD卡的写入

  1. //测试SD卡的写入(慎用,最好写全是0XFF的扇区,否则可能损坏SD卡.)
  2. //从secaddr地址开始,写入seccnt个扇区的数据
  3. //secaddr:扇区地址
  4. //seccnt:扇区数
  5. void sd_test_write(u32 secaddr,u32 seccnt)
  6. {
  7. u32 i;
  8. u8 *buf; u8 sta=0;
  9. buf=mymalloc(SRAMEX,seccnt*512); //从SDRAM申请内存
  10. for(i=0;i<seccnt*512;i++) buf[i]=i*3; //初始化写入的数据,是3的倍数.
  11. sta=SD_WriteDisk(buf,secaddr,seccnt); //从secaddr扇区开始写入seccnt个扇区内容
  12. if(sta==0) printf("Write over!\r\n");
  13. else printf("err:%d\r\n",sta);
  14. myfree(SRAMEX,buf); //释放内存
  15. }

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