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STM32 CubeL4 (四) 涉及 SD/MMC、SDIO 以及 HAL 功能。

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简介：
在嵌入式开发过程中，我们经常会涉及到SD卡驱动以及扩展的SDIO模块。STMicroelectronics提供的SD卡HAL标准库中，SDMMC是一个常见的组件。那么，为什么SD卡和MMC常常一同出现？SD卡与SDIO模块之间又存在着怎样的关联呢？下面我们来详细区分一下SD/MMC/SDIO的概念。MMC（MultiMediaCard）本质上是一种用于固态非易失性存储的内存卡规范。它详细定义了内存卡的形态、尺寸、容量、电气信号以及主机之间的通信协议等诸多方面。自1997年MMC规范的发布以来，为了适应不同的应用需求（例如物理尺寸的差异、电压范围的限制、管脚数量的考量、最大容量的要求、数据位宽的选择、时钟频率的调整以及安全特性的考虑，以及是否支持SPI模式和DDR模式等等），MMC规范不断地演进和发展……

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  • STM32 CubeL4教程（四）：SD/MMC与SDIO结合HAL使用
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    本教程为STM32 CubeL4系列教学第四部分，详细介绍了如何通过HAL库将SD/MMC卡与SDIO接口相结合进行编程和应用开发。 在进行嵌入式开发过程中，经常会遇到SD卡驱动或扩展SDIO模块的情况，在ST提供的SD卡HAL标准库中常会看到“SDMMC”。为什么“SD”与“MMC”经常一起出现呢？同时，“SD”又与“SDIO”有何关系？ 一、关于 SD/MMC/SDIO 的概念区分 MMC（MultiMediaCard）是一种用于固态非易失性存储的内存卡规范，它定义了诸如卡的形式、尺寸、容量、电气信号以及主机之间的通信协议等各个方面的内容。自1997年发布以来，基于不同的考量因素（如物理尺寸、电压范围、管脚数量、最大容量、数据位宽、时钟频率、安全特性等等），MMC规范已经进化出多种版本和类型。
     
  • 资源：使用STM32和HAL库实现SDIO与DMA模式下的SD卡读写功能
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    本项目采用STM32微控制器结合HAL库，实现了在SDIO接口下利用DMA模式进行高效SD卡读写操作的技术方案。 模式配置为1bit，并开启DMA传输及中断功能。Clock transition on which the bit capture is made（用于捕获位的时钟跳变沿）：数据捕获边沿设置，可选择上升沿或下降沿。 SDIO Clock divider bypass（时钟分频器旁路使能）：启用此选项后，SDIO_CLK等于SDIOCLK；否则，SDIO_CLK频率由设定的时钟分频因子决定。 SDIO Clock output enable when the bus is idle（空闲模式下的时钟输出使能）：节能模式下不启用该功能。 SDIO hardware flow control（硬件流控）：设置是否启用SDIO的硬件流控，本实验中未开启此选项。 SDIOCLK clock divide factor（时钟分频因子）：当旁路时钟分频器被禁用的情况下，根据设定的参数来确定SDIO_CLK频率。
     
  • SD卡、TF卡、MMC卡及SDIO卡的技术文档资料.zip
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    本资源包包含了关于SD卡、TF卡（Micro SD）、MMC卡以及SDIO卡的技术文档和规格书，适用于开发者和技术爱好者深入了解各种存储卡的规范与应用。 SD卡（Secure Digital Card）、TF卡（TransFlash Card或Micro SD卡）以及MMC卡（MultiMediaCard）和SDIO卡（Secure Digital Input/Output），是现代电子设备中广泛使用的存储介质，尤其在移动设备如智能手机、数码相机和平板电脑等产品上发挥着重要作用。这些卡片的设计与功能各有特点。 SD卡是一种基于闪存技术的可移动存储装置，由SanDisk、松下和东芝联合开发。它以容量大、体积小及速度快而著称，并且有多种规格，包括标准尺寸的SD卡、Mini SD卡以及Micro SD卡（即TF卡）。其中，TF卡主要用于小型设备，在通过适配器转换为其他形式后可以使用于不同类型的电子装置。 作为SD的小型化版本，TF卡由摩托罗拉和SanDisk共同研发。它能够扩展手机和平板电脑等移动设备的存储空间，并且随着技术进步不断优化性能，支持高速读写功能以满足现代应用需求。 MMC卡是最早的闪存类型之一，由Siemens与SanDisk合作开发而成。尽管其尺寸较小但市场占有率较低，现在主要用于某些嵌入式系统和较旧型号的产品中。 SDIO卡则在存储设备的基础上增加了额外的输入/输出能力，例如无线网络模块或GPS接收器等组件可通过此接口接入设备内部，从而大大提升了产品的多功能性与灵活性。 为了更好地理解和应用这些技术知识，可以从以下几个方面进行学习： 1. **接口规范**：了解包括物理层、电气特性和命令协议在内的SD卡标准文档是理解其工作原理的基础。 2. **数据手册**：掌握包含技术参数和功能特性等内容的数据手册对于硬件设计人员来说至关重要。 3. **CSD寄存器详解**：研究有关关键信息如存储容量与速度等级的Card Specific Data（CSD）注册表，有助于深入理解SD卡的各项指标。 4. **读写操作指南**：通过学习如何正确地进行数据读取和保存的操作流程来提升技能水平。 5. **注意事项汇总**：了解使用及设计过程中需特别注意的关键事项可以有效避免常见错误的发生。 6. **实际案例分析**：借鉴他人在实践中积累的经验与技巧，有助于快速掌握SD卡的相关知识并应用于具体项目中去。 通过上述资源的学习和实践操作，不仅可以全面理解SD卡的工作原理及其技术特性，在面对复杂应用场景时也能更加游刃有余地解决问题。这对于从事硬件设计、嵌入式系统开发或移动设备应用领域的工程师来说尤为重要且极具价值。
     
  • 飞兆推出业内首个多路复用器 拓展SD/SDIO/MMC功能
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    简介：飞兆半导体公司发布了业界首个集成多路复用器产品，旨在增强SD、SDIO和MMC接口的功能性和灵活性，为移动存储设备提供更高效的解决方案。 飞兆半导体公司推出的FSSD06是首款能够同时支持高压与双压安全数字（SD）、安全数字I/O（SDIO）及多媒体卡（MMC）的多路复用器，它还扩展了ASIC和基带处理器SDIO端口的功能。这款设备非常适合用于GPS装置、手机、数码相机、MP3播放器以及打印机等多功能便携式应用中。FSSD06作为安全数据双端口多路复用器，能够实现1.8V主处理器与高压及双压卡之间的连接，并且在低至1μA电池能耗下提供双向通信的无缝体验。 飞兆半导体公司的FSSD06的独特之处在于它允许应用设备中的处理器同时支持安全数字、SDIO和MMC标准，在多种便携式电子产品的设计中发挥重要作用。
     
  • STM32利用SDIO通过CubeMX和HAL库进行SD卡及NAND Flash的读写操作
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    本项目介绍如何使用STM32微控制器结合CubeMX和HAL库，通过SDIO接口实现对SD卡与NAND闪存芯片的数据读写功能。 STM32F103ZET6的闪存容量为512K。根据SD卡的不同容量，可以将其分为SDSC、SDHC和SDXC三种标准。目前市场上的主流产品是SDHC和SDXC这两种大容量存储卡，而由于容量较小，SDSC卡已逐渐被淘汰。所有类型的SD卡（统称）的存储空间由一个个扇区组成，每个扇区大小为512字节。若干个这样的扇区可以组合成一个分配单元（也称为簇），常见的分配单元大小包括4K、8K、16K、32K和64K等。
     
  • STM32结合SD卡、SDIO与FATFS
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    本项目介绍如何使用STM32微控制器通过SDIO接口实现SD卡读写操作，并利用FatFs文件系统简化对文件的操作管理。 STM32结合SDCard、SDIO和FATFS的代码非常全面，可以将其中某一功能单独移植到你的项目中。
     
  • STM32通过SDIO接口读写SD卡
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    本篇文章详细介绍了如何使用STM32微控制器通过SDIO接口实现对SD卡的数据读取与写入操作，适用于嵌入式系统开发人员学习和参考。 基于STM32F103ZET6的SD卡SDIO方式读写完整解决方案涵盖了程序设计与硬件原理图的设计。此方案旨在提供一个全面的方法来实现对SD卡的数据存取操作，适用于需要利用该微控制器进行存储功能开发的技术人员和工程师们。
     
  • STM32 SD卡读写——使用SDIO接口
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    本教程详细介绍如何通过STM32微控制器的SDIO接口实现SD卡的读写操作，涵盖初始化、数据传输和错误处理等关键步骤。 STM32 SD卡读写技术通过SDIO（Secure Digital Input Output）接口实现微控制器与SD卡之间的数据交换，在物联网设备、便携式电子设备及工业控制系统中广泛应用。 SDIO是一种扩展了传统SPI和MMC功能的高速接口，支持双向数据传输。它拥有多个命令线和数据线，并能根据所使用的SD卡类型以及STM32硬件配置实现4bit或8bit的数据宽度，从而达到更高的数据传输速率。 1. **SD卡协议基础**：理解不同版本（如SDSC、SDHC及SDXC）的地址空间与数据格式是进行STM32 SD读写的基础。 2. **STM32 SDIO外设配置**：该微控制器系列内置了专用的SDIO硬件，用于处理命令和响应，并支持高速的数据传输。 3. **初始化步骤**：在执行任何操作之前，需要通过SDIO接口对SD卡进行一系列的初始化设置。这包括设定工作电压、发送GO_IDLE_STATE命令、OCR检查以及选择卡片等流程。 4. **命令与响应机制**：STM32利用SDIO发出各种指令给SD卡，并接收其回应。常见的回应类型有R1至R7，理解这些代码对于正确处理操作至关重要。 5. **数据传输方式**：可以通过块或连续多块模式进行读写操作，在此之前需先设定好数据长度和宽度等参数。 6. **中断与DMA应用**：为提高效率可以利用STM32的中断机制来监控事件，并使用直接内存访问（DMA）技术实现快速且无CPU干预的数据传输。 7. **错误处理策略**：实际操作中可能会遇到诸如命令失败、数据校验错等问题，因此需要设计有效的故障检测与应对措施。 8. **安全性和电源管理**：在存储敏感信息时需确保通信的安全性，并通过适当的电源控制来优化功耗效率。 综上所述，STM32利用SDIO接口对SD卡进行读写操作涉及众多技术细节和步骤。掌握这些知识对于开发基于该微控制器的嵌入式系统至关重要。实践中可参考ST官方提供的库文件及示例代码以适应具体应用需求并作出相应调整优化。
     
  • 资源：使用STM32和HAL库进行SDIO模式下的SD卡读写操作
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    本项目详细介绍了如何利用STM32微控制器及其HAL库在SDIO模式下实现对SD卡的数据读取与写入功能，为嵌入式系统开发提供了实用的参考。 一、准备工作 关于CUBEMX的初始化配置，请参考我之前的一篇文章：【STM32+HAL】CUBEMX初始化配置。 二、所用工具 1. 芯片： STM32F407VET6 2. 集成开发环境（IDE）： MDK-Keil软件 3. 库文件：STM32F4xx HAL库 三、实现功能 该配置用于通过DMA读写SD卡内容。
     
  • STM32通过SPI接口驱动SD卡，涵盖标准库、HAL库和LL库以及HAL库结合FATFS的四个项目代码
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    本项目包含四份STM32使用SPI接口操作SD卡的完整代码示例，分别采用标准库、HAL库、LL库及HAL+FATFS方案，适用于嵌入式系统开发学习。 STM32驱动SD卡采用SPI方式实现。压缩包内包含使用标准库、LL库及HAL库三种不同方法的SPI驱动SD卡代码，并附带了HAL库版本下的FatFS代码。作者使用的开发板为正点原子MiniSTM32 V2，具体型号是STM32RBT6，配备了一张32G microSD卡和一个卡托，已通过测试验证。