【HAL库每天一例】第043例： SDIO-SD卡读写

haohao663

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
链接：https://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)YSF1_HAL-043. SDIO-SD卡读写）

/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-043. SDIO-SD卡读写
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：硬石电子社区
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
  SDIO是安全输入输出接口，采用在SD卡上。SD卡做为一种性价比极高的存储介质，在生活中非常
普遍可见。
  本例程移植ST官方提供的程序，实现SD卡读写测试。
  
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
  将一张小于32G大小的Micro SD卡插入到开发板上的SD卡槽内，使用开发板配套的MINI USB线连
接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），在电脑端打开串口调试助手
工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，在串口调试助手窗口可接收到信息。

/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/









bsp_sdcard.c文件内容：

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: bsp_sdcard.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: SD卡底层驱动实现
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. 
    
18. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
19. #include "sdio/bsp_sdcard.h"
    
20. 
    
21. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
22. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
23. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
24. SD_HandleTypeDef hsdcard;
    
25. HAL_SD_CardInfoTypedef SDCardInfo;
    
26. 
    
27. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
28. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
29. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
30. /**
    
31.   * 函数功能: SD卡初始化配置
    
32.   * 输入参数: 无
    
33.   * 返 回 值: 无
    
34.   * 说    明: 无
    
35.   */
    
36. void MX_SDIO_SD_Init(void)
    
37. {
    
38.   hsdcard.Instance = SDIO;
    
39.   hsdcard.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    
40.   hsdcard.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    
41.   hsdcard.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    
42.   hsdcard.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
    
43.   hsdcard.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    
44.   hsdcard.Init.ClockDiv = 2;
    
45.   HAL_SD_Init(&hsdcard, &SDCardInfo);
    
46.   HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsdcard, SDIO_BUS_WIDE_4B); // 设置为4bit SDIO
    
47. }
    
48. 
    
49. /**
    
50.   * 函数功能: SDIO外设初始化配置
    
51.   * 输入参数: hsd：SDIO句柄类型指针
    
52.   * 返 回 值: 无
    
53.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    
54.   */
    
55. void HAL_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef* hsd)
    
56. {
    
57.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
58.   if(hsd->Instance==SDIO)
    
59.   {
    
60.     /* 使能SDIO外设时钟*/
    
61.     __HAL_RCC_SDIO_CLK_ENABLE();
    
62.    
    
63.     /* 使能GPIO端口时钟 */
    
64.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    
65.     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    
66.    
    
67.     /**SDIO GPIO Configuration   
    
68.     PC8     ------> SDIO_D0
    
69.     PC9     ------> SDIO_D1
    
70.     PC10     ------> SDIO_D2
    
71.     PC11     ------> SDIO_D3
    
72.     PC12     ------> SDIO_CK
    
73.     PD2     ------> SDIO_CMD
    
74.     */
    
75.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11
    
76.                           |GPIO_PIN_12;
    
77.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
78.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
79.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
80. 
    
81.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    
82.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
83.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
84.     HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
    
85. 
    
86.     /* SDIO外设中断配置 */
    
87.     HAL_NVIC_SetPriority(SDIO_IRQn, 0, 1);
    
88.     HAL_NVIC_EnableIRQ(SDIO_IRQn);
    
89.   }
    
90. }
    
91. 
    
92. /**
    
93.   * 函数功能: SDIO外设反初始化配置
    
94.   * 输入参数: hsd：SDIO句柄类型指针
    
95.   * 返 回 值: 无
    
96.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    
97.   */
    
98. void HAL_SD_MspDeInit(SD_HandleTypeDef* hsd)
    
99. {
    
100.   if(hsd->Instance==SDIO)
     
101.   {
     
102.     /* 禁用SDIO时钟 */
     
103.     __HAL_RCC_SDIO_CLK_DISABLE();
     
104.   
     
105.     /**SDIO GPIO Configuration   
     
106.     PC8     ------> SDIO_D0
     
107.     PC9     ------> SDIO_D1
     
108.     PC10     ------> SDIO_D2
     
109.     PC11     ------> SDIO_D3
     
110.     PC12     ------> SDIO_CK
     
111.     PD2     ------> SDIO_CMD
     
112.     */
     
113.     HAL_GPIO_DeInit(GPIOC, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11
     
114.                           |GPIO_PIN_12);
     
115. 
     
116.     HAL_GPIO_DeInit(GPIOD, GPIO_PIN_2);
     
117.    
     
118.     /* 关闭中断 */
     
119.     HAL_NVIC_DisableIRQ(SDIO_IRQn);
     
120.     HAL_NVIC_DisableIRQ(DMA2_Channel4_5_IRQn);
     
121.   }
     
122. }
     
123. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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main.c文件内容：

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: main.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: 使用格式化输出函数定制串口打印数据
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
18. #include "stm32f1xx_hal.h"
    
19. #include "usart/bsp_debug_usart.h"
    
20. #include "sdio/bsp_sdcard.h"
    
21. 
    
22. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
23. typedef enum {FAILED = 0, PASSED = !FAILED} TestStatus;
    
24. 
    
25. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
26. #define BLOCK_SIZE            512         // SD卡块大小     
    
27. #define NUMBER_OF_BLOCKS      8           // 测试块数量(小于15)
    
28. #define WRITE_READ_ADDRESS    0x00000000  // 测试读写地址
    
29. 
    
30. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
31. uint32_t Buffer_Block_Tx[BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS]; // 写数据缓存
    
32. uint32_t Buffer_Block_Rx[BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS]; // 读数据缓存
    
33. HAL_SD_ErrorTypedef sd_status;    // HAL库函数操作SD卡函数返回值：操作结果
    
34. TestStatus test_status;           // 数据测试结果
    
35. 
    
36. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
37. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
38. void Fill_Buffer(uint32_t *pBuffer, uint32_t BufferLength, uint32_t Offset);
    
39. TestStatus Buffercmp(uint32_t* pBuffer1, uint32_t* pBuffer2, uint32_t BufferLength);
    
40. TestStatus eBuffercmp(uint32_t* pBuffer, uint32_t BufferLength);
    
41. 
    
42. void SD_EraseTest(void);
    
43. void SD_Write_Read_Test(void);
    
44. 
    
45. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
46. /**
    
47.   * 函数功能: 系统时钟配置
    
48.   * 输入参数: 无
    
49.   * 返 回 值: 无
    
50.   * 说    明: 无
    
51.   */
    
52. void SystemClock_Config(void)
    
53. {
    
54.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    
55.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
56. 
    
57.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;  // 外部晶振，8MHz
    
58.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    
59.   RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
    
60.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
61.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    
62.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;  // 9倍频，得到72MHz主时钟
    
63.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
64. 
    
65.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    
66.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    
67.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;       // 系统时钟：72MHz
    
68.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;              // AHB时钟：72MHz
    
69.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;               // APB1时钟：36MHz
    
70.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;               // APB2时钟：72MHz
    
71.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);
    
72. 
    
73.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000    1ms中断一次
    
74.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/100000         10us中断一次
    
75.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000000 1us中断一次
    
76.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);  // 配置并启动系统滴答定时器
    
77.   /* 系统滴答定时器时钟源 */
    
78.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
    
79.   /* 系统滴答定时器中断优先级配置 */
    
80.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
    
81. }
    
82. 
    
83. /**
    
84.   * 函数功能: 主函数.
    
85.   * 输入参数: 无
    
86.   * 返 回 值: 无
    
87.   * 说    明: 无
    
88.   */
    
89. int main(void)
    
90. {
    
91. /******************************************************************
    
92.   *
    
93.   *         本例程测试会破坏SD卡内文件，测试之前请做好备份
    
94.   *
    
95.   ******************************************************************
    
96.   */
    
97.         HAL_SD_TransferStateTypedef State;
    
98.   
    
99.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
    
100.   HAL_Init();
     
101.   /* 配置系统时钟 */
     
102.   SystemClock_Config();
     
103. 
     
104.   /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
     
105.   MX_DEBUG_USART_Init();
     
106.   
     
107.   /* 初始化SD卡 */
     
108.   MX_SDIO_SD_Init();
     
109.   
     
110.   printf("SD卡操作测试\n");
     
111.   /* 获取SD卡初始化状态 */
     
112.   State = HAL_SD_GetStatus(&hsdcard);
     
113.   if(State == SD_TRANSFER_OK)
     
114.         {   
     
115.                 printf( "SD卡初始化成功\n");               
     
116.         }
     
117.         else
     
118.         {
     
119.                 printf("SD卡初始化失败\n" );
     
120.                 while(1); // 停机
     
121.         }
     
122.   /* 获取SD卡信息 */
     
123.   sd_status=HAL_SD_Get_CardInfo(&hsdcard,&SDCardInfo);
     
124.   if(sd_status==SD_OK)
     
125.   {
     
126.     printf( "CardType is ：%d\n", SDCardInfo.CardType );
     
127.     printf( "CardCapacity is ：0x%llX\n", SDCardInfo.CardCapacity );
     
128.     printf( "CardBlockSize is ：%d\n", SDCardInfo.CardBlockSize );
     
129.     printf( "RCA is ：%d\n", SDCardInfo.RCA);
     
130.     printf( "ManufacturerID is ：%d \n", SDCardInfo.SD_cid.ManufacturerID );
     
131.   }
     
132.   
     
133.   /* 擦除测试 */
     
134.   SD_EraseTest();
     
135.   /* 读写测试 */
     
136.   SD_Write_Read_Test();
     
137.   
     
138.   /* 无限循环 */
     
139.   while (1)
     
140.   {
     
141.   }
     
142. }
     
143. 
     
144. /**
     
145.   * 函数功能: SD卡擦除测试
     
146.   * 输入参数: 无
     
147.   * 返 回 值: 无
     
148.   * 说    明: 无
     
149.   */
     
150. void SD_EraseTest(void)
     
151. {
     
152.         /* 第1个参数为SD卡句柄，第2个参数为擦除起始地址，第3个参数为擦除结束地址 */
     
153.   sd_status=HAL_SD_Erase(&hsdcard,WRITE_READ_ADDRESS,WRITE_READ_ADDRESS+BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS*4);
     
154.   
     
155.   if (sd_status == SD_OK)
     
156.   {       
     
157.     /* 读取刚刚擦除的区域 */
     
158.     sd_status = HAL_SD_ReadBlocks(&hsdcard,Buffer_Block_Rx,WRITE_READ_ADDRESS,BLOCK_SIZE,NUMBER_OF_BLOCKS);
     
159.    
     
160.     /* 把擦除区域读出来对比 */
     
161.     test_status = eBuffercmp(Buffer_Block_Rx,BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS);
     
162.    
     
163.     if(test_status == PASSED)
     
164.       printf("》擦除测试成功！\n" );
     
165.     else          
     
166.       printf("》擦除不成功，数据出错！\n" );      
     
167.   }
     
168.   else
     
169.   {
     
170.     printf("》擦除测试失败！部分SD不支持擦除，只要读写测试通过即可\n" );
     
171.   }
     
172. }
     
173. 
     
174. /**
     
175.   * 函数功能: SD卡读写测试
     
176.   * 输入参数: 无
     
177.   * 返 回 值: 无
     
178.   * 说    明: 无
     
179.   */
     
180. void SD_Write_Read_Test(void)
     
181. {  
     
182.   /* 填充数据到写缓存 */
     
183.   Fill_Buffer(Buffer_Block_Tx,BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS, 0x32F1);
     
184.   
     
185.   /* 往SD卡写入数据 */
     
186.   sd_status = HAL_SD_WriteBlocks(&hsdcard,Buffer_Block_Tx,WRITE_READ_ADDRESS,BLOCK_SIZE,NUMBER_OF_BLOCKS);
     
187.   printf("write status:%d\n",sd_status);
     
188.   HAL_Delay(500);
     
189.   
     
190.   /* 从SD卡读取数据 */
     
191.   sd_status = HAL_SD_ReadBlocks(&hsdcard,Buffer_Block_Rx,WRITE_READ_ADDRESS,BLOCK_SIZE,NUMBER_OF_BLOCKS);
     
192.   printf("read status:%d\n",sd_status);
     
193.   
     
194.   /* 比较数据 */
     
195.   test_status = Buffercmp(Buffer_Block_Tx, Buffer_Block_Rx, BLOCK_SIZE*NUMBER_OF_BLOCKS/4);        //比较
     
196.   if(test_status == PASSED)
     
197.     printf("》读写测试成功！\n" );
     
198.   else  
     
199.           printf("》读写测试失败！\n " );  
     
200. }
     
201. 
     
202. /**
     
203.   * 函数功能: 在缓冲区中填写数据
     
204.   * 输入参数: pBuffer：要填充的缓冲区
     
205.   *           BufferLength：要填充的大小
     
206.   *           Offset：填在缓冲区的第一个值
     
207.   * 返 回 值: 无
     
208.   * 说    明: 无
     
209.   */
     
210. void Fill_Buffer(uint32_t *pBuffer, uint32_t BufferLength, uint32_t Offset)
     
211. {
     
212.   uint32_t index = 0;
     
213.   /* 填充数据 */
     
214.   for (index = 0; index < BufferLength; index++ )
     
215.   {
     
216.     pBuffer[index] = index + Offset;
     
217.   }
     
218. }
     
219. 
     
220. /**
     
221.   * 函数功能: 比较两个缓冲区中的数据是否相等
     
222.   * 输入参数: pBuffer1：要比较的缓冲区1的指针
     
223.   *           pBuffer2：要比较的缓冲区2的指针
     
224.   *           BufferLength：缓冲区长度
     
225.   * 返 回 值: PASSED：相等
     
226.   *           FAILED：不等
     
227.   * 说    明: 无
     
228.   */
     
229. TestStatus Buffercmp(uint32_t* pBuffer1, uint32_t* pBuffer2, uint32_t BufferLength)
     
230. {
     
231.   while (BufferLength--)
     
232.   {
     
233.     if(BufferLength%50==0)
     
234.     {
     
235.       printf("buf:0x%08X - 0x%08X\n",*pBuffer1,*pBuffer2);
     
236.     }
     
237.     if (*pBuffer1 != *pBuffer2)
     
238.     {
     
239.       return FAILED;
     
240.     }
     
241.     pBuffer1++;
     
242.     pBuffer2++;
     
243.   }
     
244.   return PASSED;
     
245. }
     
246. 
     
247. /**
     
248.   * 函数功能: 检查缓冲区的数据是否为0xff或0
     
249.   * 输入参数: pBuffer：要比较的缓冲区的指针
     
250.   *           BufferLength：缓冲区长度
     
251.   * 返 回 值: PASSED：缓冲区的数据全为0xff或0
     
252.   *           FAILED：缓冲区的数据至少有一个不为0xff或0
     
253.   * 说    明: 无
     
254.   */
     
255. TestStatus eBuffercmp(uint32_t* pBuffer, uint32_t BufferLength)
     
256. {
     
257.   while (BufferLength--)
     
258.   {
     
259.     /* SD卡擦除后的可能值为0xff或0 */
     
260.     if ((*pBuffer != 0xFFFFFFFF) && (*pBuffer != 0))
     
261.     {
     
262.       return FAILED;
     
263.     }
     
264.     pBuffer++;
     
265.   }
     
266.   return PASSED;
     
267. }
     
268. 
     
269. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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scx111

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