基于STM32 SDIO接口驅(qū)動SD卡的設(shè)計(jì)(下)

接上篇
2.1  SD卡初始化
     實(shí)現(xiàn)SDIO驅(qū)動SD卡，最重要的步驟是 SD卡的初始化。 STM32F1的SDIO控制器可支持SD2.0 高容量卡（SDHC，最 大32G）、SD2.0 標(biāo)準(zhǔn)容量卡（SDSC，最大 2G）以及SD1.x 卡和 MMC卡，本文采用SDHC作為數(shù)據(jù)采集模塊的存儲單 元?？ǖ念愋筒煌?，所支持的協(xié)議也不同。因此在初始化過 程中，主控制器必須先判斷卡的類型，獲得卡的基本信息， 最后完成卡的初始化，即對相關(guān)的寄存器進(jìn)行配置。SD卡 的初始化流程如圖5所示。
首 先 ， 要 初 始 化 與 S D 卡 連 接 的 硬 件 資 源 ， 如 對

圖5  SD卡的初始化流程
STM32F1的SDIO、GPIO和NVIC等相關(guān)的寄存器進(jìn)行配置。
然后執(zhí)行卡上電操作，發(fā)送CMD0指令，對卡進(jìn)行軟復(fù)位。 上電重置之后，主控制器通過CMD8指令區(qū)分SD卡類型， 只有SD2.0的卡才會響應(yīng)該指令，MMC卡和SD1.x的卡不會 響應(yīng)；在發(fā)送CMD8的時(shí)候，參數(shù)需要設(shè)置VSH位以獲得主 控制器的供電情況。接著發(fā)送應(yīng)用命令A(yù)CMD41（發(fā)送該命 令之前要先發(fā)送 CMD55），設(shè)置參數(shù)的HCS 位以告訴 SD 卡，主控制器是否支持高容量卡（SDHC）。SD 卡接收到 ACMD41 后，返回SD 卡的OCR 寄存器內(nèi)容，主控制器通過 OCR 寄存器CCS位完成對SD 2.0卡的識別。
識別卡的類型后，便可發(fā)送CMD2 和 CMD3 命令，分 別用于獲得卡 CID 寄存器數(shù)據(jù)和卡相對地址（RCA）。獲得 卡 RCA 之后，便可以發(fā)送 CMD9（帶 RCA 參數(shù)），獲得 SD 卡的 CSD 寄存器內(nèi)容，其包括SD卡的容量和扇區(qū)大小等十 分重要的信息。至此，SD卡的初始化基本結(jié)束，最后通過 CMD7 命令，選中要操作的SD卡，即可開始對  SD 卡進(jìn)行讀 寫操作。
SD卡初始化函數(shù)關(guān)鍵代碼如下：
SD_Error SD_Init(void)

{
SD_Error errorstatus = SD_OK; //重置SD_Error狀態(tài) GPIO_Configuration();  //SDIO 外設(shè)底層引腳初始化 SDIO_DeInit(); //對SDIO的所有寄存器進(jìn)行復(fù)位 errorstatus=SD_PowerON();    //SD卡上電
if(errorstatus==SD_OK)
errorstatus=SD_InitializeCards(); //初始化 SD 卡，識別卡類型

if(errorstatus==SD_OK)errorstatus=SD_GetCardInfo(&SDCardInfo);    //獲取卡信
息

if(errorstatus==SD_OK)

e r r o r s t a t u s = S D _ S e l e c t D e s e l e c t ( (u 3 2 ) ( S D C a r d In f o. RCA<<16));       //選中 SD 卡
return errorstatus; //初始化未成功，返回錯誤信息
}
2.2  SDIO驅(qū)動卡讀/寫數(shù)據(jù)
S D 卡 初 始 化 完 成 后 ， 就 可 以 使 用 S D I O 向 S D 卡 讀 、 寫數(shù)據(jù)了。 SDIO控制器與SD卡一般是以數(shù)據(jù)塊的形式進(jìn) 行通信。SD數(shù)據(jù)的讀寫主要用到SDIO的數(shù)據(jù)FIFO寄存器
（SDIO_FIFO）。SDIO_FIFO包括接收和發(fā)送FIFO，他們 由一組連續(xù)的32 個(gè)地址上的 32 個(gè)寄存器組成，主控制器可 以使用 FIFO 讀寫多個(gè)操作數(shù)。要從SD卡讀數(shù)據(jù)，必須讀 SDIO_FIFO 寄存器，要寫數(shù)據(jù)到 SD 卡，則要寫 SDIO_FIFO寄存器。有關(guān)SDIO數(shù)據(jù)FIFO的讀、寫用到的固件庫函數(shù)分
別是：uint32_t SDIO_ReadData (void) 和 void SDIO_WriteData (uint32_t Data)。通過調(diào)用這些接口函數(shù)，可以很方便地實(shí) 現(xiàn)SDIO驅(qū)動層的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)論
通過SD卡主控制器的設(shè)計(jì)，將SD卡的存儲方式創(chuàng)新性 地應(yīng)用到快捷鐵路貨車監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊，簡化了監(jiān) 測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減小了系統(tǒng)的尺寸，提高了系統(tǒng)的可靠性， 并且方便了與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信。本設(shè)計(jì)采用ARM Cortex?- M3內(nèi)核的32位微控制器STM32F103作為主控制器，詳細(xì)介 紹了SD卡和SDIO接口原理，所設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件滿足 SD卡驅(qū)動的功能要求，可加快整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程。