基于STM32的SDIO用4位总线24MHZDMA模式操作SHDC卡
出处：eefocus 发布于：2018-07-20 13:38:00
发现网上很多所谓的SDIO操作SHDC无意例外都是的那个烂玩意，完全没有修改过，所以很多时候根本无法初始化SHDC，我也在网上看到很多人关于这部分的疑问，虽然STM32的SDIO的确是可以这样操作。但是很佩服那群人，什么都没改就发上来，把哥我害惨了。。。。
经过查资料，追踪，运气可佳。我发现自己的金士顿4GSD卡（class4）不能初始化跟用4位总线dma操作的原因。。各位也可以上网去找别人的试试，很多人都说不能用4位总线操作，而且用1位总线也只能是在低速率以及开启流控的情况下。而且经常出错。而4位总线总是提示没有检测到起始位。
但是他们都只会问，都没有去想象为什么，我也是。。但是后来发现。STM32的SDIO是完全没问题的，可以读写SHDC，用4位总线24MHZ工作在DMA模式，大家看我修改出来的例程就知道了。看我改过的地方，对比下的。
首先：
在配置的时候， 一开始的时候sd卡需要有至少发74个时钟使它自己初始话，这是2.0规范要求的，但是你们自己看看的，完全没有这个，我一直追踪，发先在电源初始化那里就已经卡住了- -|||。
于是我在那里面加入了一个发送74个时钟的小代码。
SD_Error SD_PowerON(void)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint32_t response = 0, count = 0;
bool validvoltage = FALSE;
uint32_t SDType = SD_STD_CAPACITY;
int16_t i = 0;
/* Power ON Sequence -------------------------------------------------------*/
/* Configure the SDIO peripheral */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_INIT_CLK_DIV; /* HCLK = 72MHz, SDIOCLK = 72MHz, SDIO_CK = HCLK/(178 + 2) = 400 KHz */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);
/* Set Power State to ON */
SDIO_SetPowerState(SDIO_PowerState_ON);
/* Enable SDIO Clock */
SDIO_ClockCmd(ENABLE);
/* CMD0: GO_IDLE_STATE -------------------------------------------------------*/
/* No CMD response required */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x0;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_GO_IDLE_STATE;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
for(;i < 74; i++)
{
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
CmdError();
}
看到没有，就是画线的那个，这个用37也可以了。但是规范点用74、
接下来，自己初始化可以通过了，因为上电正确一般是可以初始化正常的，这个没什么问题，到了这个函数就开始有问题了。
status = SD_SelectDeselect((u32) (SDCardInfo.RCA << 16));
if (status != SD_OK)
{
rt_kprintf("SD_SelectDeselect is error./n");
goto __return;
}
rt_kprintf("SD set to transfer mode./n");
status = SD_EnableWideBusOperATIon(SDIO_BusWide_4b);
就是这个函数，使能四位总线模式的函数。事实上，在经过上的操作后，配置总线的时候我是这么配置的：
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_TRANSFER_CLK_DIV +5 ;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Enable;
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);
我发现加入流控是必须 的，避免出现数据出错，因为这个模式很不稳定，很多时候会出现overrun的错误，或者crc错误。这时候我们可以先不要调用SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b);
这样的话，其实我们是可以直接操作读写SHDC的，但是会发现不仅速度低，而且经常出错。这就是我为什么拼命要搞出四位总线的原因。
所以首先要SD_SelectDeselect((u32) (SDCardInfo.RCA << 16));命令选择SD为传送模式后，要再调用SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b)配置总线为四位总线模式;这是为了能够以更快的速度读取SHDC卡。事实上这个函数是有问题的。传送是命令是没有问题的，但是判断依据问题不小。
大家看我的代码
SD_Error SD_EnableWideBusOperation(u32 WideMode)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
/* MMC Card doesn't support this feature */
if (SDIO_MULTIMEDIA_CARD == CardType)
{
errorstatus = SD_UNSUPPORTED_FEATURE;
rt_kprintf("SD unsupported feature./n");
return(errorstatus);
}
else if ((SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1 == CardType) || (SDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0 == CardType) || (SDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD == CardType))
{
if (SDIO_BusWide_8b == WideMode)
{
errorstatus = SD_UNSUPPORTED_FEATURE;
rt_kprintf("SD unsupported feature./n");
return(errorstatus);
}
else if (SDIO_BusWide_4b == WideMode)
{
errorstatus = SDEnWideBus(ENABLE);
if (SD_OK == errorstatus)
{
/* Configure the SDIO peripheral */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_TRANSFER_CLK_DIV;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_4b;
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);
}
else
rt_kprintf("SD enable wide bus fail./n");
}
else
{
errorstatus = SDEnWideBus(DISABLE);
if (SD_OK == errorstatus)
{
/* Configure the SDIO peripheral */
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockDiv = SDIO_TRANSFER_CLK_DIV;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockEdge = SDIO_ClockEdge_Rising;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockBypass = SDIO_ClockBypass_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_ClockPowerSave = SDIO_ClockPowerSave_Disable;
SDIO_InitStructure.SDIO_BusWide = SDIO_BusWide_1b;
SDIO_InitStructure.SDIO_HardwareFlowControl = SDIO_HardwareFlowControl_Disable;
SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);
}
else
rt_kprintf("SD disable wide bus fail./n");
}
}
return(errorstatus);
}
注意到这个函数SDEnWideBus(ENABLE);
static SD_Error SDEnWideBus(FunctionalState NewState)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint32_t scr[2] = {0, 0};
if (SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1) & SD_CARD_LOCKED)
{
errorstatus = SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;
rt_kprintf("sd locke unlock faile:in line 2537./n");
return(errorstatus);
}
/* Get SCR Register */
errorstatus = FindSCR(RCA, scr);
/*首先注意到这个函数这个函数会卡到。*/
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("get scr register error:in line4 2547./n");
return(errorstatus);
}
/* If wide bus operation to be enabled */
if (NewState == ENABLE)
{
/* If requested card supports wide bus operation */
// if ((scr[1] & SD_WIDE_BUS_SUPPORT) != SD_ALLZERO)
// {
/* Send CMD55 APP_CMD with argument as card's RCA.*/
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t) RCA << 16;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_CMD;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_CMD);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send card rca fail: in line 2568./n");
return(errorstatus);
}
/* Send ACMD6 APP_CMD with
/* Send ACMD6 APP_CMD with argument as 2 for wide bus mode */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x2;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send wide bus mode fail: in line 2586./n");
return(errorstatus);
}
return(errorstatus);
// }
// else
// {
// errorstatus = SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;
// rt_kprintf("sd reques no applicable : in line 2592./n");
// return(errorstatus);
// }
} /* If wide bus operation to be disabled */
else
{
/* If requested card supports 1 bit mode operation */
if ((scr[1] & SD_SINGLE_BUS_SUPPORT) != SD_ALLZERO)
{
/* Send CMD55 APP_CMD with argument as card's RCA.*/
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t) RCA << 16;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_CMD;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_CMD);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send wide bus mode fail: in line 2586./n");
return(errorstatus);
}
/* Send ACMD6 APP_CMD with argument as 2 for wide bus mode */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x00;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send wide bus mode fail: in line 2586./n");
return(errorstatus);
}
return(errorstatus);
}
else
{
errorstatus = SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;
rt_kprintf("sd reques no applicable : in line 2592./n");
return(errorstatus);
}
}
}
static SD_Error FindSCR(uint16_t rca, uint32_t *pscr)
{
uint32_t index = 0;
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint32_t tempscr[2] = {0, 0};
uint16_t delay_time;
/* Set Block Size To 8 Bytes */
/* Send CMD55 APP_CMD with argument as card's RCA */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t)8;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_SET_BLOCKLEN;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_SET_BLOCKLEN);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send card rca fail :in line 2829./n");
return(errorstatus);
}
/* Send CMD55 APP_CMD with argument as card's RCA */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t) RCA << 16;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_CMD;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_CMD);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send rca fail:in line 2845./n");
return(errorstatus);
}
SDIO_DataInitStructure.SDIO_DataTimeOut = SD_DATATIMEOUT;
SDIO_DataInitStructure.SDIO_DataLength = 8;
SDIO_DataInitStructure.SDIO_DataBlockSize = SDIO_DataBlockSize_8b;
SDIO_DataInitStructure.SDIO_TransferDir = SDIO_TransferDir_ToSDIO;
SDIO_DataInitStructure.SDIO_TransferMode = SDIO_TransferMode_Block;
SDIO_DataInitStructure.SDIO_DPSM = SDIO_DPSM_Enable;
SDIO_DataConfig(&SDIO_DataInitStructure);
/*经过测试，发现原来没有反应或者出错是因为缺少必要的处理时间，我这里是慢慢调试出来的比较理想的延时。 大家可以试试不加，有的卡运气好的可能通过了，但是不好的- -肯定没有数据。。。可能是看卡的质量吧，我只试过我的SD卡，不敢定论*/
for(delay_time = 0; delay_time < 20; delay_time++)
__nop();
//SDIO_ClearFlag(SDIO_FLAG_STBITERR);
/* Send ACMD51 SD_APP_SEND_SCR with argument as 0 */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x0;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_SD_APP_SEND_SCR;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_SD_APP_SEND_SCR);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("cmd Resp1 error : in line 2870./n");
return(errorstatus);
}
while (!(SDIO->STA & (SDIO_FLAG_RXOVERR | SDIO_FLAG_DCRCFAIL | SDIO_FLAG_DTIMEOUT | SDIO_FLAG_DBCKEND | SDIO_FLAG_STBITERR
)))
{
if (SDIO_GetFlagStatus(SDIO_FLAG_RXDAVL) != RESET)
{
*(tempscr + index) = SDIO_ReadData();
index++;
if (index == 2)
break;
}
}
if (SDIO_GetFlagStatus(SDIO_FLAG_DTIMEOUT) != RESET)
{
SDIO_ClearFlag(SDIO_FLAG_DTIMEOUT);
errorstatus = SD_DATA_TIMEOUT;
rt_kprintf("sd data timeout : inline 2886./n");
return(errorstatus);
}
else if (SDIO_GetFlagStatus(SDIO_FLAG_DCRCFAIL) != RESET)
{
SDIO_ClearFlag(SDIO_FLAG_DCRCFAIL);
errorstatus = SD_DATA_CRC_FAIL;
rt_kprintf("sd data fail : inline 2886./n");
return(errorstatus);
}
else if (SDIO_GetFlagStatus(SDIO_FLAG_RXOVERR) != RESET)
{
SDIO_ClearFlag(SDIO_FLAG_RXOVERR);
errorstatus = SD_RX_OVERRUN;
rt_kprintf("sd rx overrun : inline 2886./n");
return(errorstatus);
}
else if (SDIO_GetFlagStatus(SDIO_FLAG_STBITERR) != RESET)
{
SDIO_ClearFlag(SDIO_FLAG_STBITERR);
errorstatus = SD_START_BIT_ERR;
rt_kprintf("sd can't not find start bit : inline 2886./n");
return(errorstatus);
}
/* Clear all the static flags */
SDIO_ClearFlag(SDIO_STATIC_FLAGS);
*(pscr + 1) = ((tempscr[0] & SD_0TO7BITS) << 24) | ((tempscr[0] & SD_8TO15BITS) << 8) | ((tempscr[0] & SD_16TO23BITS) >> 8) | ((tempscr[0] & SD_24TO31BITS) >> 24);
*(pscr) = ((tempscr[1] & SD_0TO7BITS) << 24) | ((tempscr[1] & SD_8TO15BITS) << 8) | ((tempscr[1] & SD_16TO23BITS) >> 8) | ((tempscr[1] & SD_24TO31BITS) >> 24);
return(errorstatus);
}
看上面这个函数的里面的彩色代码。那个是我自己添加的，正如我所说的，的SDcard文件忽视了sd卡自己处理所需要的延时问题。我在这里面发现，如果不加入我这个延时，基本上，如果不先对SDIO_FLAG_STBITER置位的话，就会报错（一开始初始化成四位总线的，），要嘛没有反应（1位总线），进入死循环。。基本上能退出这个函数就是因为出错- -。库忽略掉了这个延时，才导致这样的结果（所以BS那些只拿的东西直接忽悠我们骗点数的人）。
再注意下下一个彩色代码
if (index == 2)
break;
知道为什么要等于2就退出吗？因为定义index的时候初始值是0，但是你们自己追踪下，事实上发送这条命令只会返回两个数据， 我的返回的是两个0.而返回两个数据后基本总线就没反映了，成了死循环- -（至少我的卡是这样， 别人的卡我就不知道了，不过市面的SHDC卡大多买的都是金士顿的吧？不知道我的金士顿卡有没有代表性。）
基
本上这样是能正常退出的，如果你们的卡不行，试着再降低下频率，我发现我的金士顿4G(class4)只有在小于12MHZ的一位总线下才有反应。当然， 是在没有配置为4位总线前。本上这个函数就到这里，接着再返回SDEnWideBus(FunctionalState NewState)函数看下里面的以下代码
static SD_Error SDEnWideBus(FunctionalState NewState)
{
SD_Error errorstatus = SD_OK;
uint32_t scr[2] = {0, 0};
if (SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1) & SD_CARD_LOCKED)
{
errorstatus = SD_LOCK_UNLOCK_FAILED;
rt_kprintf("sd locke unlock faile:in line 2537./n");
return(errorstatus);
}
/* Get SCR Register */
errorstatus = FindSCR(RCA, scr);
/*首先注意到这个函数这个函数会卡到。*/
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("get scr register error:in line4 2547./n");
return(errorstatus);
}
/* If wide bus operation to be enabled */
if (NewState == ENABLE)
{
/* If requested card supports wide bus operation */
// if ((scr[1] & SD_WIDE_BUS_SUPPORT) != SD_ALLZERO)
// {
/* Send CMD55 APP_CMD with argument as card's RCA.*/
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = (uint32_t) RCA << 16;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_CMD;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_CMD);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send card rca fail: in line 2568./n");
return(errorstatus);
}
/* Send ACMD6 APP_CMD with argument as 2 for wide bus mode */
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Argument = 0x2;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CmdIndex = SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Response = SDIO_Response_Short;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_Wait = SDIO_Wait_No;
SDIO_CmdInitStructure.SDIO_CPSM = SDIO_CPSM_Enable;
SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure);
errorstatus = CmdResp1Error(SDIO_APP_SD_SET_BUSWIDTH);
if (errorstatus != SD_OK)
{
rt_kprintf("send wide bus mode fail: in line 2586./n");
return(errorstatus);
}
return(errorstatus);
// }
// else
// {
// errorstatus = SD_REQUEST_NOT_APPLICABLE;
// rt_kprintf("sd reques no applicable : in line 2592./n");
// return(errorstatus);
// }
} /* If wide bus operation to be disabled */
彩色的这些都是注释掉的呵，因为，事实上， findsrc函数返回的结果本身我就不知道是否是正确的，而且在sd2.0规范里面并没有仔细说明怎么切换总线模式,z只是要求先判断是否是传输模式，接着是否是上锁，之后就可以直接用CMD6修改总线操作模式了，所以至今没发现findsrc这个函数的作用。另外在规范里面我也没有找到提及findsrc这个函数的。于是直接忽略，将判断去掉，直接就设置成四位总线24MHZ，一开始不行， 我就降低频率，出现跟原来一样的反应，再降到12MHZ，突然有数据了， 于是又慢慢调试， 升到24MHZ，可以正常读写了。基本上改的就是这两个地方。其它地方因为目前没有研究的更深入没有发现问题，暂时就不改了。
至此，我已经可以用STM32的SDIO4位总线DMA模式读写SHDC卡了。经过测试，可以用文件系统读写文件， 创建文件夹，但是不能替换文件名- -，肯能是文件系统有问题。
附上我用的例程是rt_thread的文件系统， 算是为它小小宣传下，可能大家会用到， 基于MDK的rt_thread.工程在目录的bsp/stm32/里面。
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