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STM32

SD卡文件读取

一、SD卡介绍

1.简介

SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。

2.结构

SD卡接口除了保留MMC卡的7针外，还在两边加多了2针，作为数据线。
在SD卡3.0规范中，SD卡的理论最大容量可达2TB，理论最大读写速度可达104MB/s
SD卡主要分为四部分组成：外部引脚、内部寄存器、接口控制器和内部存储介质。
引脚

SD卡主要引脚和功能描述如下：
CLK：时钟信号，控制器或者SD卡在每个时钟周期传输一个命令位或数据位，在SD总线的默认速度模式下频率可在0～25MHz之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率，在UHS-I速度模式下，时钟频率最高可达208M。
CMD：命令和响应复用引脚，命令是由控制器发给SD卡，可以是从控制器到单个SD卡，也可以是到SD总线上所有卡；响应是存储卡对控制器发送的命令应答，应答可以来自单卡或所有卡。
DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向控制器也可以从控制器传向卡。 [3] 寄存器 寄存器及功能描述如下： OCR(Operating
CR寄存器：32位的操作条件寄存器主要存储了VDD电压范围，SD卡操作电压范围为2~3.6V。
CID(Card IDentificationRegister)寄存器：卡识别码寄存器，长度为16个字节，存储SD卡唯一标识号，该号在卡生产厂家编程后无法修改。
CSD(Card-Specific Data Register)寄存器：卡特性数据寄存器，包含了访问该卡数据时的必要配置信息。 SCR(SD
Card Configuration Register)寄存器：SD卡配置寄存器（SCR），提供了SD卡的一些特殊特性在这张卡内，长度为64位，这个寄存器内容由制造商在生产厂内设置。
RCA(Relative Card Address)寄存器：卡相对地址寄存器是一个16位可写的地址寄存器，控制器可通过地址选择对应地址的SD卡。 DSR(Driver
**Stage Register)**寄存器：驱动级寄存器，属于可选寄存器，用于配置卡的驱动输出。 接口控制器
主要用于对内部存储核心进行控制和管理，通过接收用户对其发送的命令来进行控制和设置，并根据命令作出响应，然后执行响应的数据读写等操作。
内部存储介质 数据记忆存储的Flash块。
5、SD卡下SPI操作模式
SD卡初始化
SPI操作模式下：在SD卡收到复位命令时，CS为有效电平（低电平），则SPI模式被启用，在发送CMD之前要先发送74个时钟，64个为内部供电上升时间，10个用于SD卡同步；之后才能开始CMD操作，在初始化时CLK时钟不能超过400KHz。
SD卡下SPI操作模式
1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2、上电延时（>74个CLK）；
3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；
4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；
5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化

这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。

3.SD卡读取与写入

1、发送CMD17；
2、接收卡响应R1；
3、接收数据起始令牌0XFE；
4、接收数据；
5、接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。
6、禁止片选之后，发多8个CLK；

以上就是一个典型的读取SD卡数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下：

1、发送CMD24;
2、接收卡响应R1；
3、发送写数据起始令牌0XFE；
4、发送数据；
5、发送2字节的伪CRC；
6、禁止片选之后，发多8个CLK；

二、实现过程

代码：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_FATFS_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1); 	//enable uart	

	printf(" mian \r\n");

	Get_SDCard_Capacity();	//得到使用内存并选择格式化



  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {		
		WritetoSD(WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer));			
		HAL_Delay(500);
		WriteBuffer[0] = WriteBuffer[0] +0;
		WriteBuffer[1] = WriteBuffer[1] +1;
		write_cnt ++;		
		while(write_cnt > 10)
		{	
			printf(" while \r\n");
			HAL_Delay(500);
		}			
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
void WritetoSD(BYTE write_buff[],uint8_t bufSize)
{
	FATFS fs;
	FIL file;
	uint8_t res=0;
	UINT Bw;	
	
	res = SD_init();		//SD卡初始化
	
	if(res == 1)
	{
		printf("SD卡初始化失败! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("SD卡初始化成功！ \r\n");		
	}
	
	res=f_mount(&fs,"0:",1);		//挂载
	
//	if(test_sd == 0)		//用于测试格式化
	if(res == FR_NO_FILESYSTEM)		//没有文件系统，格式化
	{
//		test_sd =1;				//用于测试格式化
		printf("没有文件系统! \r\n");		
		res = f_mkfs("", 0, 0);		//格式化sd卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("格式化成功! \r\n");		
			res = f_mount(NULL,"0:",1); 		//格式化后先取消挂载
			res = f_mount(&fs,"0:",1);			//重新挂载	
			if(res == FR_OK)
			{
				printf("SD卡已经成功挂载，可以进进行文件写入测试!\r\n");
			}	
		}
		else
		{
			printf("格式化失败! \r\n");		
		}
	}
	else if(res == FR_OK)
	{
		printf("挂载成功! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("挂载失败! \r\n");
	}	
	
	res = f_open(&file,SD_FileName,FA_OPEN_ALWAYS |FA_WRITE);
	if((res & FR_DENIED) == FR_DENIED)
	{
		printf("卡存储已满，写入失败!\r\n");		
	}
	
	f_lseek(&file, f_size(&file));//确保写词写入不会覆盖之前的数据
	if(res == FR_OK)
	{
		printf("打开成功/创建文件成功！ \r\n");		
		res = f_write(&file,write_buff,bufSize,&Bw);		//写数据到SD卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("文件写入成功！ \r\n");			
		}
		else
		{
			printf("文件写入失败！ \r\n");
		}		
	}
	else
	{
		printf("打开文件失败!\r\n");
	}	
	
	f_close(&file);						//关闭文件		
	f_mount(NULL,"0:",1);		 //取消挂载
	
}

三丶实验结果

SD卡中生成一个新的hello.txt文件
在这里插入图片描述
内容如下:
在这里插入图片描述

四、总结

实验还算简单，只是最开始的SD卡模块确实不太好用，后面换了一个SD卡模块后就好很多了。

参考资料

https://blog.csdn.net/qq_39758638/article/details/103573843
https://blog.csdn.net/m0_58414679/article/details/122036435

版权声明：本文为CSDN博主「惹毛了就重启」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_54658073/article/details/122522188

一、SD卡介绍

1.简介

SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。

2.结构

SD卡接口除了保留MMC卡的7针外，还在两边加多了2针，作为数据线。
在SD卡3.0规范中，SD卡的理论最大容量可达2TB，理论最大读写速度可达104MB/s
SD卡主要分为四部分组成：外部引脚、内部寄存器、接口控制器和内部存储介质。
引脚

SD卡主要引脚和功能描述如下：
CLK：时钟信号，控制器或者SD卡在每个时钟周期传输一个命令位或数据位，在SD总线的默认速度模式下频率可在0～25MHz之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率，在UHS-I速度模式下，时钟频率最高可达208M。
CMD：命令和响应复用引脚，命令是由控制器发给SD卡，可以是从控制器到单个SD卡，也可以是到SD总线上所有卡；响应是存储卡对控制器发送的命令应答，应答可以来自单卡或所有卡。
DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向控制器也可以从控制器传向卡。 [3] 寄存器 寄存器及功能描述如下： OCR(Operating
CR寄存器：32位的操作条件寄存器主要存储了VDD电压范围，SD卡操作电压范围为2~3.6V。
CID(Card IDentificationRegister)寄存器：卡识别码寄存器，长度为16个字节，存储SD卡唯一标识号，该号在卡生产厂家编程后无法修改。
CSD(Card-Specific Data Register)寄存器：卡特性数据寄存器，包含了访问该卡数据时的必要配置信息。 SCR(SD
Card Configuration Register)寄存器：SD卡配置寄存器（SCR），提供了SD卡的一些特殊特性在这张卡内，长度为64位，这个寄存器内容由制造商在生产厂内设置。
RCA(Relative Card Address)寄存器：卡相对地址寄存器是一个16位可写的地址寄存器，控制器可通过地址选择对应地址的SD卡。 DSR(Driver
**Stage Register)**寄存器：驱动级寄存器，属于可选寄存器，用于配置卡的驱动输出。 接口控制器
主要用于对内部存储核心进行控制和管理，通过接收用户对其发送的命令来进行控制和设置，并根据命令作出响应，然后执行响应的数据读写等操作。
内部存储介质 数据记忆存储的Flash块。
5、SD卡下SPI操作模式
SD卡初始化
SPI操作模式下：在SD卡收到复位命令时，CS为有效电平（低电平），则SPI模式被启用，在发送CMD之前要先发送74个时钟，64个为内部供电上升时间，10个用于SD卡同步；之后才能开始CMD操作，在初始化时CLK时钟不能超过400KHz。
SD卡下SPI操作模式
1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2、上电延时（>74个CLK）；
3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；
4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；
5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化

这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。

3.SD卡读取与写入

1、发送CMD17；
2、接收卡响应R1；
3、接收数据起始令牌0XFE；
4、接收数据；
5、接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。
6、禁止片选之后，发多8个CLK；

以上就是一个典型的读取SD卡数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下：

1、发送CMD24;
2、接收卡响应R1；
3、发送写数据起始令牌0XFE；
4、发送数据；
5、发送2字节的伪CRC；
6、禁止片选之后，发多8个CLK；

二、实现过程

代码：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_FATFS_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1); 	//enable uart	

	printf(" mian \r\n");

	Get_SDCard_Capacity();	//得到使用内存并选择格式化



  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {		
		WritetoSD(WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer));			
		HAL_Delay(500);
		WriteBuffer[0] = WriteBuffer[0] +0;
		WriteBuffer[1] = WriteBuffer[1] +1;
		write_cnt ++;		
		while(write_cnt > 10)
		{	
			printf(" while \r\n");
			HAL_Delay(500);
		}			
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
void WritetoSD(BYTE write_buff[],uint8_t bufSize)
{
	FATFS fs;
	FIL file;
	uint8_t res=0;
	UINT Bw;	
	
	res = SD_init();		//SD卡初始化
	
	if(res == 1)
	{
		printf("SD卡初始化失败! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("SD卡初始化成功！ \r\n");		
	}
	
	res=f_mount(&fs,"0:",1);		//挂载
	
//	if(test_sd == 0)		//用于测试格式化
	if(res == FR_NO_FILESYSTEM)		//没有文件系统，格式化
	{
//		test_sd =1;				//用于测试格式化
		printf("没有文件系统! \r\n");		
		res = f_mkfs("", 0, 0);		//格式化sd卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("格式化成功! \r\n");		
			res = f_mount(NULL,"0:",1); 		//格式化后先取消挂载
			res = f_mount(&fs,"0:",1);			//重新挂载	
			if(res == FR_OK)
			{
				printf("SD卡已经成功挂载，可以进进行文件写入测试!\r\n");
			}	
		}
		else
		{
			printf("格式化失败! \r\n");		
		}
	}
	else if(res == FR_OK)
	{
		printf("挂载成功! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("挂载失败! \r\n");
	}	
	
	res = f_open(&file,SD_FileName,FA_OPEN_ALWAYS |FA_WRITE);
	if((res & FR_DENIED) == FR_DENIED)
	{
		printf("卡存储已满，写入失败!\r\n");		
	}
	
	f_lseek(&file, f_size(&file));//确保写词写入不会覆盖之前的数据
	if(res == FR_OK)
	{
		printf("打开成功/创建文件成功！ \r\n");		
		res = f_write(&file,write_buff,bufSize,&Bw);		//写数据到SD卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("文件写入成功！ \r\n");			
		}
		else
		{
			printf("文件写入失败！ \r\n");
		}		
	}
	else
	{
		printf("打开文件失败!\r\n");
	}	
	
	f_close(&file);						//关闭文件		
	f_mount(NULL,"0:",1);		 //取消挂载
	
}

三丶实验结果

SD卡中生成一个新的hello.txt文件
在这里插入图片描述
内容如下:
在这里插入图片描述

四、总结

实验还算简单，只是最开始的SD卡模块确实不太好用，后面换了一个SD卡模块后就好很多了。

参考资料

https://blog.csdn.net/qq_39758638/article/details/103573843
https://blog.csdn.net/m0_58414679/article/details/122036435

版权声明：本文为CSDN博主「惹毛了就重启」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_54658073/article/details/122522188

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