【STM32】TF卡&&FTA32文件系统

一、SD卡介绍

1.SD简介

本质：NandFlash+控制芯片

2.SD卡存储容量等级

3.FAT文件系统的使用

4.SD卡速度等级

5.SD卡驱动方式

1.SDIO&&SD

1）SDIO接口通信线：CLK/CMD/DAT0-3（数据传输线4根）

2）SPI接口通信线：CS/CLK/MOSI/MISO（数据传输线2根）

3）因为SDIO的传输数据线比SPI传输数据线多，所以SDIO的传输速度比SPI还快

2.SDIO引脚

 3.TF卡（Micro SD）

比SD卡少一个电源引脚VSS2

6.SDMMC

7.SDMMC，TF(mirco card)，SD

二、SD卡

1.原理图分析

2.CubeMX设置

【精选】STM32CubeMX学习笔记（26）——SDIO接口使用(读写SD卡)_stm32 读写sd卡_Leung_ManWah的博客-CSDN博客

1.参数配置

 SD 4 bits Wide bus 四线SD模式

2.DMA设置

SDIO 外设支持生成 DMA 请求，使用 DMA 传输可以提高数据传输效率，因此在 SDIO 的控制代码中，可以把它设置为 DMA 传输模式或轮询模式，ST 标准库提供 SDIO 示例中针对这两个模式做了区分处理。应用中一般都使用DMA 传输模式。

点击 DMA Settings 添加 SDIO 对应 DMA2 的通道4。DMA模式选择循环模式，方向选为内存到外设。

3.配置NVIC

3.参考代码（SDIO作为SD卡接口）

#include "stm32f4xx_hal.h"
 
// SD卡句柄
SD_HandleTypeDef hsd;
 
// SD卡初始化
void SD_Init(void) {
  hsd.Instance = SDIO;
  hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
  hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
  hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
  hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
  hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
  hsd.Init.ClockDiv = 0;
 
  if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
 
  if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}
 
// SD卡读取数据
void SD_ReadBlocks(uint32_t *pData, uint32_t startBlock, uint32_t numBlocks) {
  if (HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, pData, startBlock, numBlocks, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}
 
// SD卡写入数据
void SD_WriteBlocks(uint32_t *pData, uint32_t startBlock, uint32_t numBlocks) {
  if (HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, pData, startBlock, numBlocks, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}
 
// SD卡擦除块
void SD_EraseBlocks(uint32_t startBlock, uint32_t numBlocks) {
  if (HAL_SD_Erase(&hsd, startBlock, numBlocks) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}
 
int main(void) {
  // 初始化HAL库
  HAL_Init();
 
  // 配置系统时钟
  SystemClock_Config();
 
  // 配置GPIO和SDIO
  MX_GPIO_Init();
  SD_Init();
 
  // 读取数据
  uint32_t readBuffer[512];
  SD_ReadBlocks(readBuffer, 0, 1);
 
  // 写入数据
  uint32_t writeBuffer[512];
  // 填充写入数据
  SD_WriteBlocks(writeBuffer, 0, 1);
 
  // 擦除块
  SD_EraseBlocks(0, 1);
 
  while (1) {
    // 主循环
  }
}
 
// 错误处理函数
void Error_Handler(void) {
  while (1) {
    // 发生错误时的处理
  }
}
 
// 系统时钟配置
void SystemClock_Config(void) {
  // 你的时钟配置代码
}
 
// GPIO初始化
void MX_GPIO_Init(void) {
  // 你的GPIO初始化代码
}

三、SD卡的HAL库/LL库解读

SD卡在HAL库的函数调用流程：

路向1：HAL_SD_Init（hal_sd.c）--->HAL_SD_InitCard（hal_sd.c）-->SDIO_PowerState_ON（ll_sdmmc.c）--->这个只是单纯的使能sd卡

路线2：HAL_SD_Init（hal_sd.c）--->HAL_SD_InitCard（hal_sd.c）-->SD_InitCard（hal_sd.c）--->结束

0.sdmmc.c与sd.c的不同

sd.c中调用的寄存器底层实际上是调用sdmmc.c中的函数

1.stm32f1xx_ll_sdmmc.c

底层操作寄存器的（硬件控制）

1.SDIO_PowerState_ON

2.stm32f1xx_hal_sd.c

1.HAL_SD_Init

在这个函数中调用了【HAL_SD_InitCard】

2.HAL_SD_InitCard

这个函数包含以下功能：

1）SDIO_PowerState_ON()：打开SDIO开关

2）SD_InitCard()【在hal库中】：这个是真正开始使能SDIO，初始化成功

3.SD_InitCard

在【HAL_SD_InitCard】中被调用

四、FAT32文件系统简介

 1、文件系统究竟是什么

(1)参考项目驱动创新学习训练营中《基于X210的裸机时钟温度显示器》第2季课程
(2)文件系统（仓库管理员）是一套用来管理存储设备的软件
(3)文件系统给用户提供用文件访问存储的机制，比扇区式访问舒服

2、FAT32文件系统介绍

(1)网络搜索FAT32文件系统

FAT32指的是文件分配表是采用32位二进制数记录管理的磁盘文件管理方式，因FAT类文件系统的核心是文件分配表，命名由此得来。

(2)官网  http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

(3)CubeMX工具包中middleware里包含了FAT32文件系统

3、FAT32文件系统的开发方式

(1)传统开发：自己到官网下载源码，自己移植，自己使用。
(2)CubeMX式开发：直接勾选，默认对接HAL库，少量移植即可使用。

五、HAL库的SD和DMA实例BUG

1、bug发现与查找

(1)bug发现：f_mount（挂载）不成功，单步追查发现是MBR扇区（扇区0-->目录）读取不对

(2)bug验证：去掉FAT32，原工程中读写异常【应该是STM32中MDA的问题】

2、bug解决

(1)研究DMA，尝试修改HAL库源码解决，不推荐。
(2)绕开DMA，使用阻塞读写函数来实现SD读写--》HAL_SD_WriteBlocks【删除DMA模块】

六、在SD例程中添加FAT32实战

待完成