1、SDIO簡介

SDIO，全稱：Secure Digital Input and Output，即安全數字輸入輸出介面，它是在SD卡介面的基礎上發展而來，它可以兼容之前的SD卡，并可以連接SDIO介面設備，比如：藍牙、WIFI、照相機等，

SDIO和SD卡規范間的一個重要區別是增加了低速標準，低速卡的目標應用是以最小的硬體開支支持低速I/O能力，低速卡支持類似調制解調器、條碼掃描儀和GPS接收器等應用，

STM32的SDIO控制器支持多媒體卡（MMC卡）、SD存盤卡、SDI/O卡和CE-ATA設備，

SDIO框圖

復位后SDIO_D0用于資料傳輸，初始化后主機可以改變資料總線的寬度（通過ACMD6命令設定）

如果一個多媒體卡接到了總線上，則SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于資料傳輸，

MMC版本V3.31和之前版本的協議只支持1位資料線，所以只能用SDIO_D0（為了通用性考慮，在程式里面我們只要檢測到是MMC卡就設定為1位總線資料）

02、SDIO特點

①與多媒體卡系統規格書版本4.2全兼容，支持三種不同的資料總線模式：1位(默認)、4位和8位，

②與較早的多媒體卡系統規格版本全兼容(向前兼容)，

③與SD存盤卡規格版本2.0全兼容，

④與SDI/O卡規格版本2.0全兼容：支持兩種不同的資料總線模式：1位(默認)和4位，

⑤完全支持CE-ATA功能(與CE-ATA數字協議版本1.1全兼容)，8位總線模式下資料傳輸速率可達48MHz，

⑥資料和命令輸出使能信號，用于控制外部雙向驅動器，

03、SDIO時鐘

卡時鐘（SDIO_CK）：每個時鐘周期在命令和資料線上傳輸1位命令或資料，對于SD或SD I/O卡，時鐘頻率可以在0MHz至25MHz間變化，

SDIO配接器時鐘（SDIOCLK）：該時鐘用于驅動SDIO配接器，可用于產生SDIO_CK時鐘，SDIOCLK來自PLL48CK(48Mhz)，

APB2總線介面時鐘（PCLK2）：該時鐘用于驅動SDIO的APB2總線介面，其頻率為PCLK2=84Mhz，

SDIO_CK計算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/(2+CLKDIV)

注意：在SD卡初始化時，SDIO_CK不可以超過400Khz，初始化完成后，可以設定為最大頻率（但不可以超過SD卡最大操作頻率）

04、SDIO的命令與回應

命令

SDIO的命令分為：應用相關命令(ACMD)和通用命令(CMD)兩部分，發送ACMD時，需先發送CMD55，

SDIO所有的命令和回應都是在SDIO_CMD引腳上面傳輸的，命令長度固定為48位，SDIO命令格式如下表所示：

其中：除了命令索引和引數需要我們設定，其他都是由SDIO硬體自動控制，命令索引（如CMD0，CMD1之類）由SDIO_CMD暫存器設定，命令引數則由SDIO_ARG暫存器設定

回應

一般SD卡在接收到命令列，都會有一個應答（CMD0例外），這個應答我們也稱之為回應，STM32的SDIO介面，支持2種回應型別：短回應(48位)和長回應(136位)

STM32 SDIO短回應（48位）格式如下表所示：

STM32 SDIO長回應（136位）格式如下表所示

不論是短回應還是長回應，硬體都會自動濾除了起始位、傳輸位、CRC7以及結束位等資訊，對于短回應，命令索引存放在SDIO_RESPCMD暫存器，引數則存放在SDIO_RESP1暫存器里面，對于長回應，則僅留CID/CSD位域，存放在SDIO_RESP1~SDIO_RESP4等4個暫存器，

SD卡的回應

SD卡總共有6類回應（R1、R1b、R2、R3、R6、R7），我們這里以R1為例簡單介紹一下，R1（普通回應命令）回應屬于短回應，其長度為48位，如下表所示：

在收到R1回應后，我們可以從SDIO_RESPCMD暫存器和SDIO_RESP1暫存器分別讀出命令索引和卡狀態資訊，關于其他回應的介紹，請大家參考光碟:《SD卡2.0協議.pdf》

05、SDIO塊資料傳輸

多資料塊讀操作

SDIO與SD卡通信一般以資料塊的形式進行傳輸，SDIO(多)資料塊讀操作，如下圖所示

從機在收到主機相關命令后，開始發送資料塊給主機，所有資料塊都帶CRC校驗(由硬體自動處理)，單個資料塊讀的時候，在收到1個資料塊以后即可以停止了，不需要發送停止命令(CMD12).但是多塊資料讀的時候，SD卡將一直發送資料給主機，直到接到主機發送的STOP命令(CMD12)

多資料塊寫操作

SDIO(多)資料塊寫操作，如下圖所示

資料塊寫操作同資料塊讀操作基本類似，只是資料塊寫的時候，多了一個繁忙判斷，新的資料塊必須在SD卡非繁忙的時候發送，這里的繁忙信號由SD卡拉低SDIO_D0，以表示繁忙，SDIO硬體自動控制，不需要我們軟體處理，

注意：當SDIO_CK頻率過快時，可能導致SD卡通信失敗，此時，建議降低SDIO_CK試試，

06、代碼

STM32的SDIO控制器驅動還是很復雜的，ST提供了stm32f2x_sdio_sd.c驅動檔案，我們組要修改對應的GPIO驅動即可，

/**
  * @brief  Initializes the SD Card and put it into StandBy State (Ready for 
  *         data transfer).
  * @param  None
  * @retval None
  */
void SD_LowLevel_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
  /* GPIOC and GPIOD Periph clock enable */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD | SD_DETECT_GPIO_CLK, ENABLE);
 
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_SDIO);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_SDIO);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_SDIO);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_SDIO);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_SDIO);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_SDIO);
 
  /* Configure PC.08, PC.09, PC.10, PC.11 pins: D0, D1, D2, D3 pins */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
 
  /* Configure PD.02 CMD line */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
  /* Configure PC.12 pin: CLK pin */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  
  /*!< Configure SD_SPI_DETECT_PIN pin: SD Card detect pin */
  /*GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SD_DETECT_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(SD_DETECT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);*/
 
  /* Enable the SDIO APB2 Clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SDIO, ENABLE);
 
  /* Enable the DMA2 Clock */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(SD_SDIO_DMA_CLK, ENABLE);
}

DMA等配置使用默認的即可，

我們需要使用的函式介面有

SD_Error SD_Init(void);
SD_Error SD_Erase(uint32_t startaddr, uint32_t endaddr);
SD_Error SD_WriteBlock(uint8_t *writebuff, uint32_t WriteAddr, uint16_t BlockSize);
SD_Error SD_ReadBlock(uint8_t *readbuff, uint32_t ReadAddr, uint16_t BlockSize);

下載驗證

SDIO驅動和硬體PCB開源地址：

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

點擊查看本文所在的專輯，STM32F207教程

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/caozuo/265795.html

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