ADI Blackfin DSP处理器-BF533的开发详解22：SD卡的设计和实现原理及应用（含源码）

news2025/1/11 14:48:32

硬件准备

ADSP-EDU-BF533：BF533开发板
AD-HP530ICE：ADI DSP仿真器

软件准备

Visual DSP++软件

硬件链接

在这里插入图片描述

功能介绍

ADSP-EDU-BF53x 板卡上设计了一个 SD/MMC 接口，可以通过该接口实现对 SD/MMC 卡数据的访问。

SD 卡有两种工作模式：SDIO 模式和 SPI 模式。SDIO 模式为半字节读写模式，该模式采用四根数据线，每次可对半个字节作操作。SPI 模式有 4 根控制线：MOSI，MISO，SPICLK,SPISS.因为每次只能对一位数据作操作。

SD/MMC 卡的寻址方式是按字节寻址的，为方便使用，将其寻址方式定义成连续的存储单元寻址方式。每个存储单元为 512 个字节。每个存储单元地址唯一，通过访问存储单元地址来读取数据。

ADSP-EDU-BF533板卡上采用 PF2 实现对 SPI 设备的控制，由于板卡上有 SD 卡和触摸屏控制器两个 SPI 设备，所以通过 CPLD 将 PF2 接口做了个 2 选 1 切换，通过配置 CPLD 的 DEVICE_OE 寄存器，来使能和选通 PF2 连接哪一个 SPI 设备。

SD 卡插入后，不会触发中断信号，但可以通过中断数据寄存器读取其插入信息。

DEVICE_OE 寄存器（读/写）：
DEVICE_OE 寄存器地址：0x20320000
DEVICE_OE 寄存器设置硬件设备上一些控制管脚的电平状态。

DEVICE_OE 寄存器位功能：

在这里插入图片描述

SPI_SEL1~0：SPI 片选选择位
00：SPI_SEL 选通触摸屏模块
01：SPI_SEL 选通 SD 卡模块
10：SPI_SEL 选通外部 SPI0 模块
11：SPI_SEL 选通外部 SPI1 模块

在使用 SD/MMC 卡接口时时，需将 SPI_SEL0 位设置为 1，将 SPI_SEL1 位设置为 0。

硬件连接示意图

在这里插入图片描述

代码实现功能

代码实现了对 SD/MMC 卡扇区的写入和读取，并将读出的数据与写入的数据做比较，并打印比较结果。

测试步骤

1． 将仿真器（ICE）与 ADSP-EDU-BF53x 开发板和计算机连接好。
2． 将 SD 或 MMC 卡插入 SD 卡接口。
3． 先给 ADSP-EDU-BF53x 开发板上电，再为仿真器（ICE）上电。
4． 运行 VisualDSP++ 5.0 软件，选择合适的 BF533 的 session 将仿真器与软件连接。
5． 加载 VisualDSP++ 5.0 工程文件 BF53x_SD_MMC.dpj，编译并全速运行。

测试结果

在 VisualDSP++ 软件上打印校验数据的结果。

在这里插入图片描述

SD/MMC 卡校验完成

在这里插入图片描述

写入的数据和读出的数据内存比较。

程序源码

CPU.C

#include <cdefBF533.h>

void Init_SDRAM(void)
{
*pEBIU_SDRRC = 0x00000817;
*pEBIU_SDBCTL = 0x00000013;
*pEBIU_SDGCTL = 0x0091998d;
ssync();
}

void Init_EBIU(void)
{
*pEBIU_AMBCTL0 = 0x7bb07bb0;
*pEBIU_AMBCTL1 = 0xffc07bb0;
*pEBIU_AMGCTL = 0x000f;
}

void Set_PLL(int pmsel,int pssel)
{
int new_PLL_CTL;
*pPLL_DIV = pssel;
asm(“ssync;”);
new_PLL_CTL = (pmsel & 0x3f) << 9;
*pSIC_IWR |= 0xffffffff;
if (new_PLL_CTL != *pPLL_CTL)
{
*pPLL_CTL = new_PLL_CTL;
asm(“ssync;”);
asm(“idle;”);
}
}

SD_mmc.c

#include <cdefBF533.h>
#include “sd_mmc.h”

void MMC_HardwareInitial(void)
{
*pSPI_FLG = FLS2;
*pSPI_BAUD = 550;
*pSPI_CTL = 0x0000;
*pSPI_CTL = 0x0001 | MSTR ;
*pSPI_CTL = (*pSPI_CTL | SPE);
}

/****************************************************************************

  • 名称 ： SPI_TransferByte

  • 功能 ： 将数据value发出

  • 入口参数 ：value

  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    unsigned char SPI_TransferByte(unsigned char value)
    {
    unsigned char incoming=0;
    while((*pSPI_STAT & TXS));
    *pSPI_TDBR = value;

    while(*pSPI_STAT & RXS)
    incoming = *pSPI_RDBR;

    return(incoming);
    }
    /****************************************************************************

  • 名称 ： MMC_Init

  • 功能 ： 初始化MMC Card

  • 入口参数 ：无

  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void MMC_Init(void)
    {
    unsigned char retry,temp;
    unsigned char i;
    unsigned char r1;

tryagain:
for (i=0;i<10;i++)
{
SPI_TransferByte(0xff); //send 74 clock at least!!!
}

SPI_TransferByte(MMC_RESET);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x95);
SPI_TransferByte(0xff);
SPI_TransferByte(0xff);

retry=0;
do{
	
	temp=Write_Command_MMC(MMC_INIT,0);
    retry++;
	if(retry==100)
    {
		printf("SD/MMC_INIT is ERROR!\n "); 
		goto tryagain;     
    }
}while(temp!=0);
printf("SD/MMC_INIT is OK!\n");

}

/****************************************************************************

  • 名称 ： Write_Command_MMC

  • 功能 ： 向MCC卡写命令 ，将命令字cmd送入地址address，返回状态值tmp

  • 入口参数 ：cmd，address

  • 出口参数 ：tmp
    ****************************************************************************/
    unsigned char Write_Command_MMC(unsigned int cmd, unsigned int address)
    {
    unsigned char tmp;
    unsigned char retry=0;

    SPI_TransferByte(cmd);
    SPI_TransferByte(address>>24);
    SPI_TransferByte(address>>16);
    SPI_TransferByte(address>>8);
    SPI_TransferByte(address);
    SPI_TransferByte(0xFF);

    do{
    tmp = SPI_TransferByte(0xFF);
    retry++;
    }while((tmp==0xff)&&(retry<8));

    return(tmp);
    }

/*********************************************************************************

  • 名称 ： Write_Command_MMCCRC

  • 功能 ： 向MCC卡写命令 ，将命令字cmd送入地址address，和crc，返回状态值tmp

  • 入口参数 ：cmd，address, crc

  • 出口参数 ：tmp
    **********************************************************************************/
    unsigned char Write_Command_MMCCRC(unsigned int cmd, unsigned int address,unsigned char crc)
    {
    unsigned char tmp;
    unsigned char retry=0;
    SPI_TransferByte(0xFF);

    SPI_TransferByte(cmd);
    SPI_TransferByte(address>>24);
    SPI_TransferByte(address>>16);
    SPI_TransferByte(address>>8);
    SPI_TransferByte(address);
    SPI_TransferByte(crc);

    do{
    tmp = SPI_TransferByte(0xFF);
    retry++;
    }while((tmp==0xff)&&(retry<0xfe));

    SPI_TransferByte(0xFF);

    return(tmp);
    }

/*********************************************************************************

  • 名称 ： Write_Command_MMCCRC_NoDeassert

  • 功能 ： 向MCC卡写命令 ，将命令字cmd送入地址address，和crc，返回状态值tmp

  • 入口参数 ：cmd，address, crc

  • 出口参数 ：tmp
    **********************************************************************************/
    unsigned char Write_Command_MMCCRC_NoDeassert(unsigned int cmd, unsigned int address,unsigned char crc)
    {
    unsigned char tmp;
    unsigned char retry=0;
    SPI_TransferByte(0xFF);

    SPI_TransferByte(cmd);
    SPI_TransferByte(address>>24);
    SPI_TransferByte(address>>16);
    SPI_TransferByte(address>>8);
    SPI_TransferByte(address);
    SPI_TransferByte(crc);

    do{
    tmp = SPI_TransferByte(0xFF);
    retry++;
    }while((tmp==0xff)&&(retry<0xfe));

    return(tmp);
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ： MMC_read_sector

  • 功能 ： 读取MMC卡扇区数据，指定要读的扇区号和将数据传入的buff地址

  • 入口参数 ：addrBuffer

  • 出口参数 ：1
    ****************************************************************************/
    unsigned char MMC_read_sector(unsigned int addr,unsigned char *Buffer)
    {
    unsigned char temp;
    unsigned int i;

    SPI_TransferByte(0xff);
    temp = Write_Command_MMC(MMC_READ_BLOCK,addr<<9);
    if(temp != 0x00)
    {
    return(READ_BLOCK_ERROR);
    }

    while(SPI_TransferByte(0xff) != 0xfe);

    for(i=0;i<512;i++)
    {
    *Buffer++ = SPI_TransferByte(0xff);
    }
    SPI_TransferByte(0xff);
    SPI_TransferByte(0xff);

    return (1);
    }
    /****************************************************************************

  • 名称 ： MMC_Write_sector

  • 功能 ： 写MMC卡扇区,将BUF的数据写入扇区号sector

  • 入口参数 ：sector，buf

  • 出口参数 ：0
    ****************************************************************************/
    unsigned char MMC_Write_sector(unsigned int sector, unsigned char *buf)
    {
    unsigned char *p, by;
    unsigned int i,flag;
    unsigned int startadr;

    p = buf;
    startadr = sector*(unsigned int)BYTE_PER_SEC;
    Write_Command_MMC (MMC_WRITE_BLOCK,startadr);

    SPI_TransferByte(0xFF);
    SPI_TransferByte(0xFF);
    SPI_TransferByte(0xFE);
    for(i=0; i<BYTE_PER_SEC; i++)
    {
    SPI_TransferByte(*p++);
    }
    SPI_TransferByte(0xFF);
    SPI_TransferByte(0xFF);
    do
    {
    flag = SPI_TransferByte(0xFF);
    by=flag & 0x1F;
    }while(by != 0x05);

    do
    {
    flag = SPI_TransferByte(0xFF);
    }while(flag !=0xFF);

    return 0;
    }

main.c

#include <cdefBF533.h>
#include “sd_mmc.h”

unsigned char buff_w[512];
unsigned char buff_r[512];

/****************************************************************************

  • 名称 ： check_test

  • 功能 ： 校验写入数据的正确性,将写入的数据读出比较

  • 入口参数 ：无

  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void check_test(void)
    {
    int i;

    for(i=0;i<512;i++)
    buff_w[i] = i;

    MMC_Write_sector(1000,buff_w);
    MMC_read_sector(1000,buff_r);

    for(i=0;i<512;i++)
    {
    if(buff_w[i] != buff_r[i])
    {
    printf(“SD/MMC TEST ERROR!\n”);
    break;
    }
    }
    printf(“SD/MMC TEST OK!\n”);

}

int main()
{
Set_PLL(16,4);
Init_EBIU();
SD_Enable();

MMC_HardwareInitial();
MMC_Init();
check_test();
printf("SD/MMC Check END!\r\n");
while(1);

}

我在程序里尽量写了一些我认为有必要的注释，还有看不明白的可以问我。

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