第044例： SDIO-基于SD卡FatFS文件系统

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
链接：http://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)YSF1_HAL-043. SDIO-SD卡读写）
/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-044. SDIO-基于SD卡FatFS文件系统
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：www.ing10bbs.com
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */
【1】例程简介
  SDIO是安全输入输出接口，采用在SD卡上。SD卡做为一种性价比极高的存储介质，在生活中非常
普遍可见。
  上个例程是直接对SD卡进行读写操作，一般使用SD卡都需要通过文件系统，使得类似电脑操作文件
一样简单明了。
  FatFS是一个专门为嵌入式开发的开源小型文件系统。
  本例程移植FatFS，实现SD卡文件读写。
  
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
  将一张小于32G大小的Micro SD卡插入到开发板上的SD卡槽内，使用开发板配套的MINI USB线连
接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），在电脑端打开串口调试助手
工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，在串口调试助手窗口可接收到信息。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

bsp_sdcard.c文件内容

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: bsp_sdcard.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: SD卡底层驱动实现
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. 
    
18. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
19. #include "sdio/bsp_sdcard.h"
    
20. 
    
21. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
22. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
23. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
24. SD_HandleTypeDef hsdcard;
    
25. HAL_SD_CardInfoTypedef SDCardInfo;
    
26. DMA_HandleTypeDef hdma_sdio;
    
27. 
    
28. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
29. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
30. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
31. /**
    
32.   * 函数功能: SD卡初始化配置
    
33.   * 输入参数: 无
    
34.   * 返 回 值: 无
    
35.   * 说    明: 无
    
36.   */
    
37. void MX_SDIO_SD_Init(void)
    
38. {
    
39.   hsdcard.Instance = SDIO;
    
40.   hsdcard.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
    
41.   hsdcard.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
    
42.   hsdcard.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
    
43.   hsdcard.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
    
44.   hsdcard.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
    
45.   hsdcard.Init.ClockDiv = 2;
    
46.   HAL_SD_Init(&hsdcard, &SDCardInfo);
    
47.   
    
48.   HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsdcard, SDIO_BUS_WIDE_4B); // 设置为4bit SDIO
    
49. }
    
50. 
    
51. /**
    
52.   * 函数功能: SDIO外设初始化配置
    
53.   * 输入参数: hsd：SDIO句柄类型指针
    
54.   * 返 回 值: 无
    
55.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    
56.   */
    
57. void HAL_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef* hsd)
    
58. {
    
59.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
60.   if(hsd->Instance==SDIO)
    
61.   {
    
62.     /* 使能SDIO外设时钟*/
    
63.     __HAL_RCC_SDIO_CLK_ENABLE();
    
64.    
    
65.     /* Enable DMA2 clocks */
    
66.     __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
    
67.    
    
68.     /* 使能GPIO端口时钟 */
    
69.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    
70.     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    
71.    
    
72.     /**SDIO GPIO Configuration   
    
73.     PC8     ------> SDIO_D0
    
74.     PC9     ------> SDIO_D1
    
75.     PC10     ------> SDIO_D2
    
76.     PC11     ------> SDIO_D3
    
77.     PC12     ------> SDIO_CK
    
78.     PD2     ------> SDIO_CMD
    
79.     */
    
80.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11
    
81.                           |GPIO_PIN_12;
    
82.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
83.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
84.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
85. 
    
86.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    
87.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
88.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
89.     HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
    
90.    
    
91.     /* 配置DMA传输：读SD卡内容时使用 */  
    
92.     hdma_sdio.Instance = DMA2_Channel4;
    
93.     hdma_sdio.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    
94.     hdma_sdio.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    
95.     hdma_sdio.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    
96.     hdma_sdio.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
    
97.     hdma_sdio.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
    
98.     hdma_sdio.Init.Mode = DMA_NORMAL;
    
99.     hdma_sdio.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    
100.     HAL_DMA_Init(&hdma_sdio);
     
101.    
     
102.     /* 链接SDIO的DMA接收 */
     
103.     __HAL_LINKDMA(hsd,hdmarx,hdma_sdio);
     
104.    
     
105.     /* SDIO外设中断配置 */
     
106.     HAL_NVIC_SetPriority(SDIO_IRQn, 0, 1);
     
107.     HAL_NVIC_EnableIRQ(SDIO_IRQn);
     
108.    
     
109.     /* DMA中断配置 */
     
110.     HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Channel4_5_IRQn, 0, 2);
     
111.     HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Channel4_5_IRQn);
     
112.   }
     
113. }
     
114. 
     
115. /**
     
116.   * 函数功能: SDIO外设反初始化配置
     
117.   * 输入参数: hsd：SDIO句柄类型指针
     
118.   * 返 回 值: 无
     
119.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
     
120.   */
     
121. void HAL_SD_MspDeInit(SD_HandleTypeDef* hsd)
     
122. {
     
123.   if(hsd->Instance==SDIO)
     
124.   {
     
125.     /* 禁用SDIO时钟 */
     
126.     __HAL_RCC_SDIO_CLK_DISABLE();
     
127.   
     
128.     /**SDIO GPIO Configuration   
     
129.     PC8     ------> SDIO_D0
     
130.     PC9     ------> SDIO_D1
     
131.     PC10     ------> SDIO_D2
     
132.     PC11     ------> SDIO_D3
     
133.     PC12     ------> SDIO_CK
     
134.     PD2     ------> SDIO_CMD
     
135.     */
     
136.     HAL_GPIO_DeInit(GPIOC, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11
     
137.                           |GPIO_PIN_12);
     
138. 
     
139.     HAL_GPIO_DeInit(GPIOD, GPIO_PIN_2);
     
140.    
     
141.     /* Peripheral DMA DeInit*/
     
142.     HAL_DMA_DeInit(hsd->hdmarx);
     
143.    
     
144.     /* 关闭中断 */
     
145.     HAL_NVIC_DisableIRQ(SDIO_IRQn);
     
146.     HAL_NVIC_DisableIRQ(DMA2_Channel4_5_IRQn);
     
147.   }
     
148. }
     
149. 
     
150. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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sd_diskio.c文件内容

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: sd_diskio.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: SD卡与FatFS文件系统桥接函数实现
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. 
    
18. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
19. #include <string.h>
    
20. #include "sdio/bsp_sdcard.h"
    
21. #include "ff_gen_drv.h"
    
22. 
    
23. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
24. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
25. #define BLOCK_SIZE                512
    
26. 
    
27. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
28. static volatile DSTATUS Stat = STA_NOINIT;
    
29. 
    
30. 
    
31. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
32. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
33. DSTATUS SD_initialize (BYTE);
    
34. DSTATUS SD_status (BYTE);
    
35. DRESULT SD_read (BYTE, BYTE*, DWORD, UINT);
    
36. 
    
37. #if _USE_WRITE == 1   // 如果允许写操作
    
38.   DRESULT SD_write (BYTE, const BYTE*, DWORD, UINT);
    
39. #endif /* _USE_WRITE == 1 */
    
40. 
    
41. #if _USE_IOCTL == 1   // 如果输入输出操作控制
    
42.   DRESULT SD_ioctl (BYTE, BYTE, void*);
    
43. #endif  /* _USE_IOCTL == 1 */
    
44. 
    
45. /* 定义SD卡接口函数 */
    
46. const Diskio_drvTypeDef  SD_Driver =
    
47. {
    
48.   SD_initialize,                   // SD卡初始化
    
49.   SD_status,                       // SD卡状态获取
    
50.   SD_read,                         // SD卡读数据
    
51. #if  _USE_WRITE == 1
    
52.   SD_write,                        // SD卡写数据
    
53. #endif /* _USE_WRITE == 1 */
    
54.   
    
55. #if  _USE_IOCTL == 1
    
56.   SD_ioctl,                         // 获取SD卡信息
    
57. #endif /* _USE_IOCTL == 1 */
    
58. };
    
59. 
    
60. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
61. /**
    
62.   * 函数功能: SD卡初始化配置
    
63.   * 输入参数: 无
    
64.   * 返 回 值: 无
    
65.   * 说    明: 无
    
66.   */
    
67. DSTATUS SD_initialize(BYTE lun)
    
68. {
    
69.   Stat = STA_NOINIT;
    
70.   /* 初始化SDIO外设 */
    
71.   MX_SDIO_SD_Init();
    
72.   /* 获取SD卡状态 */
    
73.   if(HAL_SD_GetStatus(&hsdcard)==SD_TRANSFER_OK)
    
74.   {
    
75.     Stat &= ~STA_NOINIT;
    
76.   }
    
77.   return Stat;
    
78. }
    
79. 
    
80. /**
    
81.   * 函数功能: SD卡状态获取
    
82.   * 输入参数: lun : 不用
    
83.   * 返 回 值: DSTATUS：SD卡状态返回值
    
84.   * 说    明: 无
    
85.   */
    
86. DSTATUS SD_status(BYTE lun)
    
87. {
    
88.   Stat = STA_NOINIT;
    
89. 
    
90.   if(HAL_SD_GetStatus(&hsdcard) == SD_TRANSFER_OK)
    
91.   {
    
92.     Stat &= ~STA_NOINIT;
    
93.   }
    
94.   return Stat;
    
95. }
    
96. 
    
97. /**
    
98.   * 函数功能: 从SD卡读取数据到缓冲区
    
99.   * 输入参数: lun : 不用
    
100.   *           buff：存放读取到数据缓冲区指针
     
101.   *           sector：扇区地址(LBA)
     
102.   *           count：扇区数目
     
103.   * 返 回 值: DSTATUS：操作结果
     
104.   * 说    明: SD卡读操作使用DMA传输
     
105.   */
     
106. DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
     
107. {
     
108.   DRESULT res = RES_OK;
     
109.   if((DWORD)buff&3)
     
110.   {
     
111.     DWORD scratch[BLOCK_SIZE/4];
     
112.     while (count--)
     
113.     {
     
114.       res = SD_read(lun,(void *)scratch, sector++, 1);
     
115.       if (res ！= RES_OK)
     
116.       {
     
117.         break;
     
118.       }
     
119.       memcpy(buff, scratch, BLOCK_SIZE);
     
120.       buff += BLOCK_SIZE;
     
121.     }
     
122.     return res;
     
123.   }
     
124.   
     
125.   if(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsdcard,(uint32_t*)buff,(uint64_t)(sector * BLOCK_SIZE),BLOCK_SIZE,count) ！= SD_OK)
     
126.   {
     
127.     res = RES_ERROR;
     
128.   }
     
129.   if(res==RES_OK)
     
130.   {
     
131.     if(HAL_SD_CheckReadOperation(&hsdcard, 0xFFFFFFFF) ！= SD_OK)
     
132.     {
     
133.       res = RES_ERROR;
     
134.     }
     
135.   }
     
136.   return res;
     
137. }
     
138. 
     
139. /**
     
140.   * 函数功能: 将缓冲区数据写入到SD卡内
     
141.   * 输入参数: lun : 不用
     
142.   *           buff：存放待写入数据的缓冲区指针
     
143.   *           sector：扇区地址(LBA)
     
144.   *           count：扇区数目
     
145.   * 返 回 值: DSTATUS：操作结果
     
146.   * 说    明: SD卡写操作没有使用DMA传输
     
147.   */
     
148. #if _USE_WRITE == 1
     
149. DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
     
150. {
     
151.   DRESULT res = RES_OK;
     
152.   if((DWORD)buff&3)
     
153.   {
     
154.     DRESULT res = RES_OK;
     
155.     DWORD scratch[BLOCK_SIZE / 4];
     
156. 
     
157.     while (count--)
     
158.     {
     
159.       memcpy( scratch,buff,BLOCK_SIZE);
     
160.       res = SD_write(lun,(void *)scratch, sector++, 1);
     
161.       if (res ！= RES_OK)
     
162.       {
     
163.         break;
     
164.       }                                       
     
165.       buff += BLOCK_SIZE;
     
166.     }
     
167.     return res;
     
168.   }        
     
169.       
     
170.   if(HAL_SD_WriteBlocks(&hsdcard,(uint32_t*)buff,(uint64_t)(sector * BLOCK_SIZE),BLOCK_SIZE, count) ！= SD_OK)
     
171.   {
     
172.     res = RES_ERROR;
     
173.   }  
     
174.   return res;
     
175. }
     
176. #endif /* _USE_WRITE == 1 */
     
177. 
     
178. /**
     
179.   * 函数功能: 输入输出控制操作(I/O control operation)
     
180.   * 输入参数: lun : 不用
     
181.   *           cmd：控制命令
     
182.   *           buff：存放待写入或者读取数据的缓冲区指针
     
183.   * 返 回 值: DSTATUS：操作结果
     
184.   * 说    明: 无
     
185.   */
     
186. #if _USE_IOCTL == 1
     
187. DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff)
     
188. {
     
189.   DRESULT res = RES_ERROR;
     
190.   
     
191.   if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;
     
192.   
     
193.   switch (cmd)
     
194.   {
     
195.   /* Make sure that no pending write process */
     
196.   case CTRL_SYNC :
     
197.     res = RES_OK;
     
198.     break;
     
199.   
     
200.   /* 获取SD卡总扇区数目(DWORD) */
     
201.   case GET_SECTOR_COUNT :
     
202.     HAL_SD_Get_CardInfo(&hsdcard,&SDCardInfo);
     
203.     *(DWORD*)buff = SDCardInfo.CardCapacity / BLOCK_SIZE;
     
204.     res = RES_OK;
     
205.     break;
     
206.   
     
207.   /* 获取读写扇区大小(WORD) */
     
208.   case GET_SECTOR_SIZE :
     
209.     *(WORD*)buff = BLOCK_SIZE;
     
210.     res = RES_OK;
     
211.     break;
     
212.   
     
213.   /* 获取擦除块大小(DWORD) */
     
214.   case GET_BLOCK_SIZE :
     
215.     *(DWORD*)buff = BLOCK_SIZE;
     
216.     break;
     
217.   
     
218.   default:
     
219.     res = RES_PARERR;
     
220.   }
     
221.   
     
222.   return res;
     
223. }
     
224. #endif /* _USE_IOCTL == 1 */
     
225.   
     
226. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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小编的帖子质量很高。这个贴我用到，收藏了。

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