STM32学习笔记.docx

STM32学习笔记——SDIO(1)
(2013-02-26 21:45:11)

对STM32的SDIO——SD卡输入/输出模块摸索了一下，今天只看了POWER UP这个函数的实现。对SDIO编写驱动，需要参考SD卡的协议，我手上的SD卡协议是ver2.00的物理层简化协议。协议主要规定了主机（这里就是STM32）向SD卡写入的各种控制指令，以及SD卡的初始化过程状态转移图。了解SD卡从初始化状态转移图开始。

这个图看起来有点复杂，感觉无从下手，其实仔细瞧瞧就跟我们数电学的状态转移图差不多，框框里面是各种操作，箭头指向下一步操作，直线引出去的部分就是状态发生跳转的条件。首先上电（power-on），然后发出CMD0，再接着发送CMD8，有应答（response）判断为Ver2.00或更新的SDMC，无应答（no response）判断为ver2.00或者更新版SDMC（电压不匹配(voltage mismatch) ）或ver1.X SDMC或不是SDMC。若判断为前一种情况，则问询是否为有效应答（valid response），如果不是，判断为无效卡，否则判断为有效卡且开始循环发送ACMD41指令直至SD卡发出power up应答。然后判断CCS（card capacity status——卡容量状态）位，为1则判断为ver2.00或者更新的大容量卡（high capacity SD memory card），否则判断为ver2.00或者更新的标准卡（sandard capacity SD memory card）。至此，power on工作结束。
上文只是对状态图进行了一个解读，真正要控制还是需要知道各个CMD如何发送。SD卡协议提供了几个CMD的格式以及其响应值的格式（如果有相应的话）。下面就对函数的具体编写进行下总结。
（1）初始化SDIO
利用SDIO_Init中的结构体初始化SDIO接口。该结构体有以下几个成员函数：SDIO_ClockDiv、SDIO_ClockEdge、SDIO_ClockBypass、SDIO_ClockPowerSave、SDIO_BusWide、SDIO_HardwareFlowControl。其中比较重要的是SDIO_ClockDiv成员，它确定了SDIO的分频系数，在不使用旁路时钟（ByPass）的时候SDIO_CLK=HCLK/(SDIO_ClockDiv+2)，我们在这里将SDIO_CLK设置为400kHZ，就是通过设置分频系数实现的。初始化完成后，就进行第一步，也就是power on，调用SDIO_SetPowerState函数即可。最后别忘记使能SDIO的时钟。
(2)发送CMD0
由STM32向SD卡发送指令可以直接调用SDIO_SendCommand函数，该函数包含一个结构体，该结构体有以下几个成员：SDIO_Argument、SDIO_CmdIndex、SDIO_Response、SDIO_Wait、SDIO_CPSM。跟我们编程密切相关的一个是SDIO_Argument——参数，许多带有响应的命令都需要通过设置参数来实现，由于CMD0没有响应，所以此处设为0x00即可。SDIO_CmdIndex成员是该结构体核心——指令指数。也就是说，如果我要发送CMD0，SDIO_CmdIndex=0，如果发送ACMD41,SDIO_CmdIndex=41，但是注意此处SDIO_CmdIndex的值是等于指令，而且是指令的十进制形式，但是我们在给SDIO_CmdIndex赋值时必须转换成十六进制。SDIO_Wait设置等待中断。填写好结构体后检测是否正确受到CMD0，然后才能进行下一步。为了保证程序正确，这样的检测在每一个指令发送周期都是必须的。
（3）发送CMD8
用同样类似的方式发送CMD8。注意此时CMD8是带有响应的指令，接收到指令后sd返回该SDIO_Argument的值，所以对SDIO_Argument要进行特殊设置，设置后SDIO->ARG寄存器便有了该值。SDIO_Response——把应答模式设置成短应答，这是根据参考指南设置的。同样地，在填写完结构体后检查是否接收到命令。根据SD协议初始化流程图，此时如果有响应则SD遵循2.00协议，否则说明是1.x 或者mmc。无论是哪一种情况，都发送CMD55来检测。
（4）发送CMD55
CMD55是一个特殊的指令，该指令告诉主机下一个command将会是一个应用指令（application command），比如要发送ACMD41之前必须先发送CMD55。此处发送CMD55是为了检测卡的类型。不过暂时没没看懂为什么是发送CMD55,因为关于CMD55的解释中并没有提到它能够检测卡类型，只说了它的应答类型是R1。判断是SD卡或者是不支持的卡。
（5）进入循环，再次发送CMD55
这次发送CMD55就是为发送ACMD41做准备了。为什么要在循环里发送呢？因为SD协议初始化状态图中发送ACMD的过程是一个反复地，指导检测出power up为1为止，所以该处的循环条件设置成!validvoltage,validvoltage为OCR的power up位。需要注意的是例程中的循环条件是(!validvoltage) && (count < SD_MAX_VOLT_TRIAL)，也就是说它设置了一个最大检测次数，当超过该检测次数仍然没有power up时就可以跳出，反馈检测失败的信息，这样程序不会死在此处。
（6）发送ACMD41
发送了CMD55后检测到收到指令，紧接着发送ACMD41指令。ACMD41响应类型是R3，该响应返回OCR寄存器的值，稍后我们需要这个寄存器来判断卡容量以及power up状态。注意此处参数格式规定的是HCS和Voltage Window共同确定的。填写完结构体后检查是否正确接收指令，然后检测power up位是不是1，不是的话再次循环，是则根据条件跳出循环。如果达到最大循环次数power up仍然没置位，则返回卡不可用的信息。
（7）检测卡的最终类型
正常上电好后，检测OCR的CCS为，一次来判断卡是SDHC还是SDSC。至此，power on函数功能到此结束。