STM32单片机基本原理与应用（九）

news2025/1/15 6:31:10

SDIO/SD卡实验

实验内容

将SD卡插入实训平台并烧写程序，开机后TFTLCD屏幕上会显示是否成功初始化SD卡并显示SD卡容量。

电路原理图

在这里插入图片描述

实验原理

SD卡的通信方式有两种：SPI和SDIO。SD卡有五种寄存器，如下表
在这里插入图片描述
SD 卡的指令由 6 个字节组成，字节 1 的最高 2 位固定为 01，低 6 位为命令号字节 2~5 为命令参数，有些命令是没有参数的。字节 6 的高七位为 CRC 值，最低位恒定为 1。每发送一个命令，SD卡都会给出一个应答，以告知主机该命令的执行情况，或者返回主机需要获取的数据。

程序源码

首先要对SD卡进行初始化，在主函数中进行调用，这里仅展示主函数。

int main(void)
 {	 
	u8 key;		 
	u32 sd_size;
	u8 t=0;	
	u8 *buf=0;
  

	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 	//串口初始化为115200
 	LED_Init();		  			//初始化与LED连接的硬件接口
//	KEY_Init();					//初始化按键
	LCD_Init();			   		//初始化LCD   
 	my_mem_init(SRAMIN);		//初始化内部内存池
 	POINT_COLOR=RED;			//设置字体为红色 
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");	
	LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"SD CARD TEST");	
	LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
	LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/20"); 
	LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY0:Read Sector 0");	   
 	while(SD_Init())//检测不到SD卡
	{
		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"SD Card Error!");
		delay_ms(500);					
		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Please Check! ");
		delay_ms(500);
		LED0=!LED0;//DS0闪烁
	}
	show_sdcard_info();	//打印SD卡相关信息
 	POINT_COLOR=BLUE;	//设置字体为蓝色 
	//检测SD卡成功 											    
	LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"SD Card OK    ");
	LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SD Card Size:     MB");
	LCD_ShowNum(30+13*8,170,SDCardInfo.CardCapacity>>20,5,16);//显示SD卡容量
	while(1)
	{
//		key=KEY_Scan(0);
//		if(key==KEY0_PRES)//KEY0按下了
		{
			buf=mymalloc(0,512);		//申请内存
			if(buf==0)
			{
				printf("failed\r\n");
				continue;
			}
			if(SD_ReadDisk(buf,0,1)==0)	//读取0扇区的内容
			{	
				LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"USART1 Sending Data...");
				printf("SECTOR 0 DATA:\r\n");
				for(sd_size=0;sd_size<512;sd_size++)printf("%x ",buf[sd_size]);//打印0扇区数据    	   
				printf("\r\nDATA ENDED\r\n");
				LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"USART1 Send Data Over!");
			}
			myfree(0,buf);//释放内存	   		
			while(1);  //!!!!		
		}
		t++;
		delay_ms(10);
		if(t==20)
		{
			LED0=!LED0;
			t=0;
		}
	}   
}

FATFS实验

实验内容

将Fatfs文件系统移植到SD卡中并利用Fatfs相关函数获取SD卡的总容量和剩余容量，最后在TFTLCD屏幕上显示。

FATFS

FATFS 是一个完全免费开源的 FAT 文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。它完全用标准C 语言编写，所以具有良好的硬件平台独立性，可以移植到 8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM 等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FATl2、FATl6 和 FAT32，支持多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对 8 位单片机和 16 位单片机做了优化。
FATFS 的特点有：
• Windows 兼容的FAT 文件系统（支持FAT12/FAT16/FAT32）
• 与平台无关，移植简单
• 代码量少、效率高
• 多种配置选项
（1）支持多卷（物理驱动器或分区，最多 10 个卷）
（2）多个ANSI/OEM 代码页包括 DBCS
（3）支持长文件名、ANSI/OEM 或Unicode
（4）支持RTOS
（5）支持多种扇区大小
（6）只读、最小化的 API 和 I/O 缓冲区等

程序源码
int main(void)
 {	 
 	u32 total,free;
	u8 t=0;	
	u8 res=0;	    	    

	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 	//串口初始化为115200
	usmart_dev.init(72);		//初始化USMART		
 	LED_Init();		  			//初始化与LED连接的硬件接口
	KEY_Init();					//初始化按键
	LCD_Init();			   		//初始化LCD   
//	W25QXX_Init();				//初始化W25Q128
 	my_mem_init(SRAMIN);		//初始化内部内存池
 	POINT_COLOR=RED;			//设置字体为红色 
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"STM32");	
	LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"FATFS TEST");	
	LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"STM32F103ZET6");
	LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/20"); 
	LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"Use USMART for test");   
	while(SD_Init())//检测不到SD卡
	{
		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"SD Card Error!");
		delay_ms(500);					
		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Please Check! ");
		delay_ms(500);
		LED0=!LED0;//DS0闪烁
	}
 	exfuns_init();							//为fatfs相关变量申请内存				 
  	f_mount(fs[0],"0:",1); 					//挂载SD卡 
// 	res=f_mount(fs[1],"1:",1); 				//挂载FLASH.	
//	if(res==0X0D)//FLASH磁盘,FAT文件系统错误,重新格式化FLASH
//	{
//		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Flash Disk Formatting...");	//格式化FLASH
//		res=f_mkfs("1:",1,4096);//格式化FLASH,1,盘符;1,不需要引导区,8个扇区为1个簇
//		if(res==0)
//		{
//			f_setlabel((const TCHAR *)"1:ALIENTEK");	//设置Flash磁盘的名字为：ALIENTEK
//			LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Flash Disk Format Finish");	//格式化完成
//		}else LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Flash Disk Format Error ");	//格式化失败
//		delay_ms(1000);
//	}													    
	LCD_Fill(30,150,240,150+16,WHITE);		//清除显示			  
	while(exf_getfree("0",&total,&free))	//得到SD卡的总容量和剩余容量
	{
		LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"SD Card Fatfs Error!");
		delay_ms(200);
		LCD_Fill(30,150,240,150+16,WHITE);	//清除显示			  
		delay_ms(200);
		LED0=!LED0;//DS0闪烁
	}													  			    
 	POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色	   
	LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"FATFS OK!");	 
	LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SD Total Size:     MB");	 
	LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"SD  Free Size:     MB"); 	    
 	LCD_ShowNum(30+8*14,170,total>>10,5,16);				//显示SD卡总容量 MB
 	LCD_ShowNum(30+8*14,190,free>>10,5,16);					//显示SD卡剩余容量 MB			    
	while(1)
	{
		t++; 
		delay_ms(200);		 			   
		LED0=!LED0;
	} 
}
实验结果

若fatfs初始化成功会显示FAFS ok字样，接着会显示SD卡总容量和剩余容量。

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