[笔记].菜农M0助学板之读SD卡块内容小练（库操作方式）
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发表于 5/3/2011 1:58:08 PM
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之前是移植到Nios II上，而且是用得IO模拟的，现在使用nuc1xx的spi核做的，不过还是参考了新唐的例程。关于sd的一些笔记，我贴在博客了。今天在此就不赘述了。
[笔记].菜农M0助学板之读SD卡块内容小练（库操作方式）
[原创].关于SD卡的隐藏分区的认识过程及结果
[原创][连载].基于SOPC的简易数码相框 - Nios II SBTE部分（软件部分）- 从SD卡内读取图片文件，然后显示在TFT-LCD上
[原创][连载].基于SOPC的简易数码相框 - Nios II SBTE部分（软件部分）- SD卡（SPI模式）驱动
[转载].阿迪老师 - 《SD卡入门到精通》视频
[笔记].SD存储卡引脚定义.[SD Card]
上代码先。
main.h
#ifndef __MAIN_H__ #define __MAIN_H__ #include/********************************************************* * 系统寄存器映射及库头文件 *********************************************************/ #include "NUC1xx.h" // 系统寄存器映射 #include "DrvSYS.h" #include "DrvGPIO.h" #include "DrvUART.h" #include "DrvSPI.h" #include "sd_card.h" /********************************************************** * 自定义宏 **********************************************************/ #define APP_DEBUG #ifdef APP_DEBUG #define DEBUG printf #else #define DEBUG(...) #endif typedef enum{NO=0, YES=!NO}bool; #endif /* __MAIN_H__ */
main.c
#include "main.h"
/**********************************************************
* 变量申明
**********************************************************/
volatile bool g_tmr0_5ms = NO;
/**********************************************************
* 函数申明
**********************************************************/
extern char GetChar(void);
extern void PFN_UART_CALLBACK(void);
/**********************************************************
* 系统上电初始化
**********************************************************/
void MAIN_INIT(void)
{
UNLOCKREG();
{ /* 配置系统时钟 */
SYSCLK->PWRCON.XTL12M_EN = 1; // 设定12M外部晶振
DrvSYS_Delay(5000); // 等待时钟就绪
DrvSYS_SelectPLLSource(E_SYS_EXTERNAL_12M); // 选择12MHz为PLL输入
DrvSYS_Open(50000000); // 打开50MHz
}
{ /* 配置串口 */
STR_UART_T param;
DrvSYS_SelectIPClockSource(E_SYS_UART_CLKSRC, 0); //使能UART时钟
DrvGPIO_InitFunction(E_FUNC_UART0); // 复用功能引脚设置
param.u32BaudRate = 115200; // 波特率
param.u8cDataBits = DRVUART_DATABITS_8; // 数据位
param.u8cStopBits = DRVUART_STOPBITS_1; // 停止位
param.u8cParity = DRVUART_PARITY_NONE; // 校验位
param.u8cRxTriggerLevel = DRVUART_FIFO_1BYTES; // FIFO存储深度1字节
param.u8TimeOut = 0; // FIFO超时设定
DrvUART_Open(UART_PORT0, ¶m); // 串口开启、结构体整体赋值
// 串口的中断类型比较丰富，此处仅打开接收中断
DrvUART_EnableInt(UART_PORT0, DRVUART_RDAINT, (PFN_DRVUART_CALLBACK*)PFN_UART_CALLBACK);
DrvUART_ClearIntFlag(UART_PORT0, DRVUART_RDAINT);
}
{ /* 配置GPIO */
NVIC_DisableIRQ(GPAB_IRQn);
NVIC_DisableIRQ(GPCDE_IRQn);
DrvGPIO_Open(E_GPB, 10, E_IO_OUTPUT); // 蜂鸣器
DrvGPIO_ClrBit(E_GPB, 10); // 关蜂鸣器
}
{ /* 配置TMR0 */
NVIC_DisableIRQ(TMR0_IRQn);
// 第一步 使能和选择定时器时钟源及使能定时器模块
SYSCLK->CLKSEL1.TMR0_S = 0; // 选择12Mhz作为定时器时钟源
SYSCLK->APBCLK.TMR0_EN =1; // 使能定时器0
TIMER0->TCSR.CEN = 1; // 使能定时器模块
// 第二步 选择操作模式
TIMER0->TCSR.MODE = 1; // 选择周期模式
TIMER0->TCSR.CRST = 1; // 清加1计数器
// 第三步 输出时钟周期 = 定时器时钟源周期*(8位预分频因子 + 1) * (24位比较因子TCMP)
TIMER0->TCSR.PRESCALE = 11; // 12分频
TIMER0->TCMPR = 5000; // 12M/12/5000=200Hz, 5ms
// 第四步 使能中断
TIMER0->TISR.TIF = 1; // 清中断
TIMER0->TCSR.IE = 1; // 使能中断
NVIC_EnableIRQ(TMR0_IRQn); // 使能TMR0中断
// 第五步 使能定时器模块
TIMER0->TCSR.CRST = 1; // 复位向上计数器
TIMER0->TCSR.CEN = 1; // 使能TMR0
//TIMER0->TCSR.TDR_EN=1; // 无需读取加1计数器值
}
// { /* 配置SPI0主机模式 */
// NVIC_DisableIRQ(SPI0_IRQn);
// // 第一步 使能SPI0核
// SYSCLK->APBCLK.SPI0_EN =1;
// SYS->IPRSTC2.SPI0_RST =1;
// SYS->IPRSTC2.SPI0_RST =0;
// // 第二步 设置除GPIO外的第一功能
// SYS->GPCMFP.SPI0_SS0_I2SLRCLK =1;
// SYS->GPCMFP.SPI0_CLK_I2SBCLK =1;
// SYS->GPCMFP.SPI0_MISO0_I2SDI =1;
// SYS->GPCMFP.SPI0_MOSI0_I2SDO =1;
// SYS->GPBMFP.TM2_SS01 =1;
// // 第三步 设置除GPIO外的第二功能
// SYS->ALTMFP.PC0_I2SLRCLK =0;
// SYS->ALTMFP.PC1_I2SBCLK =0;
// SYS->ALTMFP.PC2_I2SDI =0;
// SYS->ALTMFP.PC3_I2SDO =0;
// SYS->ALTMFP.PB10_S01 =1;
// // 第四步 配置SPI0模式
// SPI0->CNTRL.SLAVE = 0; // 0 主机模式；1 从机模式
// SPI0->CNTRL.CLKP = 0; // 0 SCLK低电平闲置；1 SCLK高电平闲置
// SPI0->CNTRL.TX_NEG = 0; // 0 上升沿传输；1 下降沿传输
// SPI0->CNTRL.TX_BIT_LEN = 8; // [0 31] 一次传输8位
// SPI0->CNTRL.TX_NUM = 0; // 0 每次传输完成一次收/发；1 每次传输完成两次收/发
// SPI0->CNTRL.LSB = 0; // 0 优先发送MSB；1 优先发送LSB
// // 第六步 配置从机选择
// SPI0->SSR.AUTOSS = 1; // 0 设置或清除SSR.SSR来决定是否产生从机选择信号
// // 1 CNTRL.GO_BUSY设置后，SSR.SSR会由SPI核自动产生，只要一次收/发完成后结束
// SPI0->SSR.SS_LVL = 0; // 0 高电平/上升沿有效；1 低电平/下降沿有效
// // 第五步 设置时钟输出频率
// // 设置SPI0的时钟分频器
// SPI0->DIVIDER.DIVIDER = (uint16_t)((((DrvSYS_GetHCLKFreq()/2000000) + 1) >> 1) - 1); // 2MHz
// // 设置SPI0的第二个时钟分频器
// // SPI0->DIVIDER.DIVIDER2 = (uint16_t)((((DrvSYS_GetHCLKFreq()/10000) + 1) >> 1) - 1); // 10kHz
// SPI0->DIVIDER.DIVIDER2 = 0;
// // 第六步
// SPI0->TX[0] = 0; // 清TX[0]
// // SPI0->TX[1] = 0; // 清TX[1]
// SPI0->CNTRL.GO_BUSY = 1; // 触发一次SPI传输
// // 第七步 设置中断
// //SPI0->CNTRL.IE = 0; // 0 失能中断；1 使能中断
// //SPI0->CNTRL.IE = 1; // 写1清中断标志
// //NVIC_EnableIRQ(SPI0_IRQn);
//
// }
LOCKREG();
}
/**********************************************************
* TMR0 ISR
**********************************************************/
void TMR0_IRQHandler(void) __irq
{ // 注意：ISR内必须清中断
TIMER0->TISR.TIF = 1; // 清中断
g_tmr0_5ms = YES;
}
/**********************************************************
* UART0 回调函数
**********************************************************/
void PFN_UART_CALLBACK(void)
{ // 注意：回调函数内无须清中断
switch(GetChar()) {
default:
DEBUG("test");
break;
}
}
/**********************************************************
* 主函数
**********************************************************/
int main(void)
{
MAIN_INIT(); // 上电初始化系统
SD_CARD_Open();
SD_CARD_DEMO();
while(1) {
if(g_tmr0_5ms != NO) {
g_tmr0_5ms = NO;
}
if(0) break; // 跳出大循环
}
SD_CARD_Close();
DrvUART_Close(UART_PORT0);
return 0;
}
sd_card.h
#ifndef SD_CARD_H_ #define SD_CARD_H_ #include "main.h" #define ENABLE_SD_CARD_DEBUG // 打开调试信息 // debug switch #ifdef ENABLE_SD_CARD_DEBUG #define SD_CARD_DEBUG DEBUG #else #define SD_CARD_DEBUG(...) #endif uint8_t SD_CARD_SPI_Transfer(uint8_t byte); uint8_t SD_CARD_Init(void); // void SD_CARD_Open(void); void SD_CARD_Close(void); uint8_t SD_CARD_Write_Sector(uint32_t addr,uint8_t *buf); uint8_t SD_CARD_Read_Sector(uint8_t *CMD,uint8_t *buf,uint16_t n_bytes); uint8_t SD_CARD_Read_Sector_Start(uint32_t sector); static void SD_CARD_Read_Data(uint16_t n_bytes,uint8_t *buf); void SD_CARD_Read_Data_LBA(uint32_t LBA,uint16_t n_bytes,uint8_t *buf); void SD_CARD_Read_Sector_End(void); static uint8_t SD_CARD_Read_CSD(uint8_t *buf); static uint8_t SD_CARD_Read_CID(uint8_t *buf); void SD_CARD_Get_Info(void); void SD_CARD_DEMO(void); #endif /* SD_CARD_H_ */
sd_card.c
#include "sd_card.h"
// 错误宏定义
#define INIT_CMD0_ERROR 0x01
#define INIT_CMD1_ERROR 0x02
#define WRITE_BLOCK_ERROR 0x03
#define READ_BLOCK_ERROR 0x04
#define Delay_Us DrvSYS_Delay // us级延时
#define SD_CARD_Set_nCS DrvSPI_ClrSS(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_SS0) // nCS = 1
#define SD_CARD_Clr_nCS DrvSPI_SetSS(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_SS0) // nCS = 0
typedef union{
uint8_t data[16];
struct{
uint8_t MID; // Manufacture ID; Binary
uint8_t OLD[2]; // OEM/Application ID; ASCII
uint8_t PNM[5]; // Product Name; ASCII
uint8_t PRV; // Product Revision; BCD
uint8_t PSN[4]; // Serial Number; Binary
uint8_t MDT[2]; // Manufacture Data Code; BCD; upper 4 bits of first byte are reserved
uint8_t CRC; // CRC7_checksum; Binary; LSB are reserved
}CID;
}CID_Info_STR;
typedef struct{
uint8_t data[16];
uint32_t capacity_MB;
uint8_t READ_BL_LEN;
uint16_t C_SIZE;
uint8_t C_SIZE_MULT;
}CSD_Info_STR;
uint16_t gByteOffset=0; // 某字节在扇区内的偏移地址
uint16_t gSectorOffset=0; // 扇区在SD卡内的偏移地址
uint8_t gSectorOpened = 0; // 0 关闭扇区；1 打开扇区
// 打开SD卡
void SD_CARD_Open(void)
{
DrvSYS_SetIPClock(E_SYS_SPI1_CLK,1);
DrvGPIO_InitFunction(E_FUNC_SPI1); // enable SPI funztion and pin
DrvSPI_Open(eDRVSPI_PORT1,eDRVSPI_MASTER,eDRVSPI_TYPE1,8, FALSE);
DrvSPI_DisableAutoSS(eDRVSPI_PORT1);
DrvSPI_SetSlaveSelectActiveLevel(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_ACTIVE_LOW_FALLING);
DrvSPI_SetEndian(eDRVSPI_PORT1, eDRVSPI_MSB_FIRST);
DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT1,300000,0);
while(SD_CARD_Init() != 0x55);
SD_CARD_DEBUG(("SD卡初始化完成\r"));
DrvSPI_SetClockFreq(eDRVSPI_PORT1,10000000,0);
}
// 关闭SD卡
void SD_CARD_Close(void)
{
DrvSPI_Close(eDRVSPI_PORT1);
}
// 收发一个字节
static uint8_t SD_CARD_SPI_Transfer(uint8_t byte)
{
uint32_t SPIdata=(uint32_t)byte;
DrvSPI_BurstTransfer(eDRVSPI_PORT1,1,2);
DrvSPI_SingleWrite(eDRVSPI_PORT1,&SPIdata);
while (DrvSPI_IsBusy(eDRVSPI_PORT1));
DrvSPI_DumpRxRegister(eDRVSPI_PORT1,&SPIdata,1);
return (uint8_t)SPIdata;
}
// SD卡写命令
static uint8_t SD_CARD_Write_CMD(uint8_t *CMD)
{
uint8_t temp,retry;
uint8_t i;
SD_CARD_Set_nCS; // 失能SD卡
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 发8个脉冲
SD_CARD_Clr_nCS; // 使能SD卡
// 写6个字节到SD卡
for(i=0;i<6;i++) SD_CARD_SPI_Transfer(*CMD++);
// 读取16位响应
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 第一个字节无效
retry=0;
do{ // 只取最后一个字节
temp=SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF);
retry++;
}while((temp==0xFF) && (retry<100));
return temp;
}
// 初始化SD卡；SPI模式
static uint8_t SD_CARD_Init(void)
{
uint8_t retry,temp;
uint8_t i;
uint8_t CMD[]={0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95};
SD_CARD_Set_nCS;
Delay_Us(10*1000);
for(i=0;i<10;i++) // 最少先发74个脉冲
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF);
SD_CARD_Clr_nCS;
retry=0;
do{
temp=SD_CARD_Write_CMD(CMD);
retry++;
if(retry==200)
return INIT_CMD0_ERROR;
}while(temp!=1);
CMD[0]=0x41;// CMD[1]
CMD[5]=0xFF;
retry=0;
do{
temp=SD_CARD_Write_CMD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
return INIT_CMD1_ERROR;
}while(temp!=0);
SD_CARD_Set_nCS; // 失能SD卡
return 0x55; // 初始化完成
}
// 写入一个块（扇区）
uint8_t SD_CARD_Write_Sector(uint32_t addr,uint8_t *buf)
{
uint8_t temp,retry;
uint16_t i;
uint8_t CMD[]={0x58,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF}; // CMD24
// 地址转换：逻辑块（扇区）地址 --> 字节地址
addr=addr << 9;
CMD[1]=((addr & 0xFF000000) >>24 );
CMD[2]=((addr & 0x00FF0000) >>16 );
CMD[3]=((addr & 0x0000FF00) >>8 );
retry=0;
do{
temp=SD_CARD_Write_CMD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
return temp;
} while(temp!=0);
// 写数据前，先发100个脉冲；100/8=13
for(i=0;i<13;i++) SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF);
// 写入开始字节
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFE);
// 写入512个字节
for(i=0;i<512;i++) SD_CARD_SPI_Transfer(*buf++);
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 假读；读取CRC
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 假读；读取CRC
// 读取响应
temp=SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF);
if( (temp & 0x1F)!=0x05 ) {// 数据被接收否？
SD_CARD_Set_nCS; // 失能SD卡
return WRITE_BLOCK_ERROR;
}
// 等待，只到SD卡不忙
while(SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF)!=0xFF);
SD_CARD_Set_nCS; // 失能SD卡
return 0;
}
// 读取块（扇区）内的字节（一般情况下，1块对应512字节）
uint8_t SD_CARD_Read_Sector(uint8_t *CMD,uint8_t *buf,uint16_t n_bytes)
{
uint16_t i;
uint8_t retry,temp;
retry=0;
do{
temp=SD_CARD_Write_CMD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
return READ_BLOCK_ERROR;
}while(temp!=0);
// 读开始字节(0xFEh)
while(SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF)!=0xFE);
// 读取n个字节
for(i=0;i 字节地址
sector=sector << 9;
CMD[1]=((sector & 0xFF000000) >>24 );
CMD[2]=((sector & 0x00FF0000) >>16 );
CMD[3]=((sector & 0x0000FF00) >>8 );
retry=0;
do{
temp=SD_CARD_Write_CMD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
return READ_BLOCK_ERROR;
}while(temp!=0);
// 读开始字节(0xFEh)
while(SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF) != 0xFE);
gSectorOpened = 1; // 将扇区打开标志置一
return 0;
}
static void SD_CARD_Read_Data(uint16_t n_bytes, uint8_t *buf)
{
uint16_t i;
for(i=0; ((i<512)); i++) {
*buf++ = SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF);
gByteOffset++; // 读完一个字节；将扇区内的字节偏移地址加一
}
if(gByteOffset == 512) {
gByteOffset=0; // 将扇区内的字节偏移地址清零
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 假读；读取CRC
SD_CARD_SPI_Transfer(0xFF); // 假读；读取CRC
gSectorOffset++; // 读完一个扇区；将SD卡内的扇区偏移地址加一
gSectorOpened = 0; // 读完一个扇区后，扇区打开标志清零
SD_CARD_Set_nCS; // 失能SD卡
}
}
// 读取指定逻辑块地址（扇区偏移地址）内的数据；logic block address，LBA
void SD_CARD_Read_Data_LBA(uint32_t LBA,uint16_t n_bytes,uint8_t *buf)
{ // 如果某扇区被读完，则打开下一个扇区
if(gByteOffset == 0) while(SD_CARD_Read_Sector_Start(LBA));
SD_CARD_Read_Data(n_bytes,buf);
}
// 假读；读完某扇区内剩余的字节
void SD_CARD_Read_Sector_End(void)
{
uint8_t temp[1];
while((gByteOffset!=0x00) | (gSectorOpened==1))
SD_CARD_Read_Data(1,temp); // 假读
}
// 读SD卡的CSD寄存器
static uint8_t SD_CARD_Read_CSD(uint8_t *buf)
{
uint8_t CMD[]={0x49,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
return SD_CARD_Read_Sector(CMD,buf,16); // 读取16个字节
}
// 读SD卡的CID寄存器
static uint8_t SD_CARD_Read_CID(uint8_t *buf)
{
uint8_t CMD[]={0x4A,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
return SD_CARD_Read_Sector(CMD,buf,16); // 读取16个字节
}
void SD_CARD_Get_Info(void)
{
CID_Info_STR CID;
CSD_Info_STR CSD;
SD_CARD_Read_CID(CID.data);
SD_CARD_DEBUG("SD-CARD CID:\r");
SD_CARD_DEBUG(" Manufacturer ID(MID): 0x%.2X\r", CID.CID.MID);
SD_CARD_DEBUG(" OEM/Application ID(OLD): %c%c\r", CID.CID.OLD[0], CID.CID.OLD[1]);
SD_CARD_DEBUG(" Product Name(PNM): %c%c%c%c%c\r", CID.CID.PNM[0], CID.CID.PNM[1], CID.CID.PNM[2], CID.CID.PNM[3], CID.CID.PNM[4]);
SD_CARD_DEBUG(" Product Revision: 0x%.2X\r", CID.CID.PRV);
SD_CARD_DEBUG(" Serial Number(PSN): 0x%.2X%.2X%.2X%.2X\r", CID.CID.PSN[0], CID.CID.PSN[1], CID.CID.PSN[2], CID.CID.PSN[3]);
SD_CARD_DEBUG(" Manufacture Date Code(MDT): 0x%.1X%.2X\r", CID.CID.MDT[0] & 0x0F, CID.CID.MDT[1]);
SD_CARD_DEBUG(" CRC-7 Checksum(CRC7):0x%.2X\r", CID.CID.CRC >> 1);
SD_CARD_Read_CSD(CSD.data);
CSD.C_SIZE = ((CSD.data[6]&0x03) << 10) | (CSD.data[7] << 2) | ((CSD.data[8]&0xC0) >>6);
CSD.C_SIZE_MULT = ((CSD.data[9]&0x03) << 1) | ((CSD.data[10]&0x80) >> 7);
CSD.READ_BL_LEN = (CSD.data[5]&0x0F);
CSD.capacity_MB = (((CSD.C_SIZE)+1) << (((CSD.C_SIZE_MULT) +2) + (CSD.READ_BL_LEN))) >> 20;
SD_CARD_DEBUG("SD-CARD CSD:\r");
SD_CARD_DEBUG(" max.read data block length: %d\r", 1<<512; i++) {
if(i%16 == 0) SD_CARD_DEBUG("0x%.3X ", i);
SD_CARD_DEBUG("%.2X ", buf[i]);
if((i+1) % 8 == 0) SD_CARD_DEBUG(" ");
if((i+1) % 16 == 0) SD_CARD_DEBUG("\r");
}
SD_CARD_DEBUG("读取SD卡的第一个块（扇区）完毕\r");
}
