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- 【STM32F412-DISCO 开发板试用体验】+TF卡的使用
【STM32F412-DISCO 开发板试用体验】+TF卡的使用
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黄莨元
- LV5工程师
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| 2017-05-10 14:10:25
- 浏览量 5139
- 回复：5
本帖最后由 黄莨元 于 2017-7-18 22:56 编辑
:D今天介绍一下TF卡的使用、开发板上主控芯片SDIO接口以及FatFs文件系统的基本内容，实验上用的是官方提供的应用程序，通过文件系统读取TF卡上的照片，并在1.54寸LCD显示屏上显示图片。 SDIO介绍：SDIO全称安全数字输入/输出接口，SDIO是在SD内存卡接口的基础上发展起来的接口，SDIO接口兼容以前的SD内存卡，并且可以连接SDIO接口的设备，目前根据SDIO协议的SPEC，SDIO接口支持的设备总类有蓝牙，网卡，电视卡等。SDIO总线协议：SDIO采用HOST-DEVICE模式，所有通信都由HOST端发命令，DEVICE设备只要解析HOST命令就可与HOST进行通信。SDIO总线的几根线： 1. CLK信号:HOST给DEVICE的时钟信号. 2. CMD信号：双向的信号，用于传送命令和反应。 3. DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。 4. VDD信号:电源信号。 5. VSS1，VSS2:
电源地信号。SDIO总线上都是HOST端发起请求，然后DEVICE端回应请求。其中请求和回应中会数据信息。 1. Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。 2. Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令，作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。 3. Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD，对于有的CMD，DEVICE需要返回Response，有的则不需要。读命令：首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。 写命令：首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应总线协议介绍引用自：http://www.cnblogs.com/coole/p/4810901.html 硬件：STM32F4XX芯片的SDIO接口介绍
STM32F412G-DISCO开发板中芯片的SDIO接口与SD卡的接口如下所示，其中：D0~D3：为数据线CLK：时钟线CMD：命令信号线
软件：1.SDIO的配置uSdHandle是SD_HandleTypeDef结构体类型，用于设置SDIO的初始化参数 
BSP_SD_MspInit(&uSdHandle, NULL);底层硬件的初始化函数，包括SDIO和DMA的时钟开启以及配置，接下来分析一下首先是时钟的开启以及相应IO口的配置
然后是DMA传输的配置，在传输中运用到DMA2通道4的两个数据流，数据流3和数据流6
数据流的关系如下所示
接下来要做的是进行SDIO的初始化，调用HAL_SD_Init(&uSdHandle, &uSdCardInfo);这个函数，其中uSdCardInfo属于HAL_SD_CardInfoTypedef类型，用来保存SD卡的一些信息，调用函数后会返回SD卡的信息。
配置总线的宽度，可以设置为1位、4位、8位，在这里，要设置成4位
到这里，SDIO的配置就基本完成了。 2.文件系统的操作① FatFs的介绍：FatFs Module 是一种完全免费开源的 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，且完全独立于 I/O 层，可以移植到 8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8 和 ARM 等系列单片机上且只需做简单的修改。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。② FatFs 模块层次结构图：
最顶层是应用层，使用者无需理会 FatFs Module 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用 FatFs Module 提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open，f_read，f_write 和 f_close等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。 中间层FatFs Module实现了FAT文件读／写协议。FatFs Module的完全版提供的是ff.c、ff.h，简化版 Tiny-FatFs 提供的是 tff.c、tff.h。 需要使用者编写移植代码的是 FatFs Module 提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 Disk I/O 和供给文件创建修改时间的实时时钟。③ FatFs软件包中的相关文件：
开发板提供的文件系统：
接口层的文件，官方也提供了：
由此可见，这款板子的资料是挺多的，非常适合开发者把玩。接下来看看模块接口层文件：首先是模块的结构体，里面的成员有SD卡的初始化函数，SD卡的状态检查函数以及SD卡的读写操作函数等 
调用FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SD_Path)；这个函数将SD卡底层驱动和文件系统进行连接起来。初始化SD磁盘驱动器：DSTATUS SD_initialize(BYTE lun)
返回磁盘驱动的状态：DSTATUS SD_status(BYTE lun)
从磁盘中读取扇区：DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
向磁盘中写入一个或多个扇区：DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
控制设备指定特性和除了读/写外的杂项功能：DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff)
内容比较多，在这里就大概讲一下吧。3.实验效果在这次实验中，我直接使用的程序是官方提供的应用程序，具体的内容是找一张SD卡，（官方没有提供卡），在根目录下新建一个Media文件夹，将官方提供的240*240的bmp照片复制到这个文件夹上即可，照片路径如下所示
主函数如下，在前面我添加了一个打印SD卡的信息函数，串口打印，通过按键可以显示多张图片。
来看看效果吧：
哈哈，效果不错吧，很清晰，下面是串口打印TF卡的信息
最后，感谢云汉电子社区和ST给予了我这次试用的机会。:D
本帖最后由 黄莨元 于 2017-7-18 22:56 编辑
:D今天介绍一下TF卡的使用、开发板上主控芯片SDIO接口以及FatFs文件系统的基本内容，实验上用的是官方提供的应用程序，通过文件系统读取TF卡上的照片，并在1.54寸LCD显示屏上显示图片。 SDIO介绍：SDIO全称安全数字输入/输出接口，SDIO是在SD内存卡接口的基础上发展起来的接口，SDIO接口兼容以前的SD内存卡，并且可以连接SDIO接口的设备，目前根据SDIO协议的SPEC，SDIO接口支持的设备总类有蓝牙，网卡，电视卡等。SDIO总线协议：SDIO采用HOST-DEVICE模式，所有通信都由HOST端发命令，DEVICE设备只要解析HOST命令就可与HOST进行通信。SDIO总线的几根线： 1. CLK信号:HOST给DEVICE的时钟信号. 2. CMD信号：双向的信号，用于传送命令和反应。 3. DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。 4. VDD信号:电源信号。 5. VSS1，VSS2:
电源地信号。SDIO总线上都是HOST端发起请求，然后DEVICE端回应请求。其中请求和回应中会数据信息。 1. Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。 2. Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令，作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。 3. Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD，对于有的CMD，DEVICE需要返回Response，有的则不需要。读命令：首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。 写命令：首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应总线协议介绍引用自：http://www.cnblogs.com/coole/p/4810901.html 硬件：STM32F4XX芯片的SDIO接口介绍 STM32F412G-DISCO开发板中芯片的SDIO接口与SD卡的接口如下所示，其中：D0~D3：为数据线CLK：时钟线CMD：命令信号线 软件：1.SDIO的配置uSdHandle是SD_HandleTypeDef结构体类型，用于设置SDIO的初始化参数 BSP_SD_MspInit(&uSdHandle, NULL);底层硬件的初始化函数，包括SDIO和DMA的时钟开启以及配置，接下来分析一下首先是时钟的开启以及相应IO口的配置 然后是DMA传输的配置，在传输中运用到DMA2通道4的两个数据流，数据流3和数据流6 数据流的关系如下所示 接下来要做的是进行SDIO的初始化，调用HAL_SD_Init(&uSdHandle, &uSdCardInfo);这个函数，其中uSdCardInfo属于HAL_SD_CardInfoTypedef类型，用来保存SD卡的一些信息，调用函数后会返回SD卡的信息。 配置总线的宽度，可以设置为1位、4位、8位，在这里，要设置成4位 到这里，SDIO的配置就基本完成了。 2.文件系统的操作① FatFs的介绍：FatFs Module 是一种完全免费开源的 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，且完全独立于 I/O 层，可以移植到 8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8 和 ARM 等系列单片机上且只需做简单的修改。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。② FatFs 模块层次结构图： 最顶层是应用层，使用者无需理会 FatFs Module 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用 FatFs Module 提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open，f_read，f_write 和 f_close等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。 中间层FatFs Module实现了FAT文件读／写协议。FatFs Module的完全版提供的是ff.c、ff.h，简化版 Tiny-FatFs 提供的是 tff.c、tff.h。 需要使用者编写移植代码的是 FatFs Module 提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 Disk I/O 和供给文件创建修改时间的实时时钟。③ FatFs软件包中的相关文件： 开发板提供的文件系统： 接口层的文件，官方也提供了： 由此可见，这款板子的资料是挺多的，非常适合开发者把玩。接下来看看模块接口层文件：首先是模块的结构体，里面的成员有SD卡的初始化函数，SD卡的状态检查函数以及SD卡的读写操作函数等 调用FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SD_Path)；这个函数将SD卡底层驱动和文件系统进行连接起来。初始化SD磁盘驱动器：DSTATUS SD_initialize(BYTE lun) 返回磁盘驱动的状态：DSTATUS SD_status(BYTE lun) 从磁盘中读取扇区：DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count) 向磁盘中写入一个或多个扇区：DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count) 控制设备指定特性和除了读/写外的杂项功能：DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff) 内容比较多，在这里就大概讲一下吧。3.实验效果在这次实验中，我直接使用的程序是官方提供的应用程序，具体的内容是找一张SD卡，（官方没有提供卡），在根目录下新建一个Media文件夹，将官方提供的240*240的bmp照片复制到这个文件夹上即可，照片路径如下所示 主函数如下，在前面我添加了一个打印SD卡的信息函数，串口打印，通过按键可以显示多张图片。 来看看效果吧： 哈哈，效果不错吧，很清晰，下面是串口打印TF卡的信息 最后，感谢云汉电子社区和ST给予了我这次试用的机会。:D
STM32F412G-DISCO开发板中芯片的SDIO接口与SD卡的接口如下所示，其中：D0~D3：为数据线CLK：时钟线CMD：命令信号线
软件：1.SDIO的配置uSdHandle是SD_HandleTypeDef结构体类型，用于设置SDIO的初始化参数 
BSP_SD_MspInit(&uSdHandle, NULL);底层硬件的初始化函数，包括SDIO和DMA的时钟开启以及配置，接下来分析一下首先是时钟的开启以及相应IO口的配置
然后是DMA传输的配置，在传输中运用到DMA2通道4的两个数据流，数据流3和数据流6
数据流的关系如下所示
接下来要做的是进行SDIO的初始化，调用HAL_SD_Init(&uSdHandle, &uSdCardInfo);这个函数，其中uSdCardInfo属于HAL_SD_CardInfoTypedef类型，用来保存SD卡的一些信息，调用函数后会返回SD卡的信息。
配置总线的宽度，可以设置为1位、4位、8位，在这里，要设置成4位
到这里，SDIO的配置就基本完成了。 2.文件系统的操作① FatFs的介绍：FatFs Module 是一种完全免费开源的 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，且完全独立于 I/O 层，可以移植到 8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8 和 ARM 等系列单片机上且只需做简单的修改。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。② FatFs 模块层次结构图：
最顶层是应用层，使用者无需理会 FatFs Module 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用 FatFs Module 提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open，f_read，f_write 和 f_close等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。 中间层FatFs Module实现了FAT文件读／写协议。FatFs Module的完全版提供的是ff.c、ff.h，简化版 Tiny-FatFs 提供的是 tff.c、tff.h。 需要使用者编写移植代码的是 FatFs Module 提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 Disk I/O 和供给文件创建修改时间的实时时钟。③ FatFs软件包中的相关文件：
开发板提供的文件系统：
接口层的文件，官方也提供了：
由此可见，这款板子的资料是挺多的，非常适合开发者把玩。接下来看看模块接口层文件：首先是模块的结构体，里面的成员有SD卡的初始化函数，SD卡的状态检查函数以及SD卡的读写操作函数等 
调用FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SD_Path)；这个函数将SD卡底层驱动和文件系统进行连接起来。初始化SD磁盘驱动器：DSTATUS SD_initialize(BYTE lun)
返回磁盘驱动的状态：DSTATUS SD_status(BYTE lun)
从磁盘中读取扇区：DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
向磁盘中写入一个或多个扇区：DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
控制设备指定特性和除了读/写外的杂项功能：DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff)
内容比较多，在这里就大概讲一下吧。3.实验效果在这次实验中，我直接使用的程序是官方提供的应用程序，具体的内容是找一张SD卡，（官方没有提供卡），在根目录下新建一个Media文件夹，将官方提供的240*240的bmp照片复制到这个文件夹上即可，照片路径如下所示
主函数如下，在前面我添加了一个打印SD卡的信息函数，串口打印，通过按键可以显示多张图片。
来看看效果吧：
哈哈，效果不错吧，很清晰，下面是串口打印TF卡的信息
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