STM32 使用 SPI 接口读写 SDHC

简介：
本简介介绍如何使用STM32微控制器通过SPI接口实现对SDHC存储卡的数据读写操作，包括硬件连接与软件配置。 STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，在嵌入式系统设计中有广泛应用。本段落将探讨如何使用SPI（Serial Peripheral Interface）模式与SDHC（Secure Digital High Capacity）卡进行通信，以实现数据读写操作，并介绍STMicroelectronics提供的STM32固件库特定版本(ST 2.03)所提供的API接口。 首先需要了解SPI协议：这是一种同步串行通信接口，由主设备控制时钟和数据传输方向。SDHC卡遵循SD规范，支持大容量存储并使用SPI模式进行通信。在STM32中，SPI功能通常通过SPI外设寄存器组来配置，包括SPI_CR1（控制寄存器1）、SPI_CR2、SPI_I2SCFGR等。 为了使STM32能够以SPI模式与SDHC卡通信，需要完成以下步骤： 1. **初始化GPIO**：设置用于SPI总线的GPIO引脚（SCK、MISO、MOSI和NSS），并将它们配置为推挽输出或输入。根据所需的工作模式设定速度及上拉下拉电阻。 2. **初始化SPI**：选择适当的SPI接口，如SPI1或SPI2，并设置工作模式（主/从）、数据大小（8位）、时钟极性和相位、NSS管理方式以及传输速率预分频因子。 3. **使能SPI**：通过在SPI_CR1寄存器中设置SPE启动SPI接口。 4. **配置中断**：如果需要使用中断驱动的通信，则需设定中断源和优先级。 5. **初始化SDHC卡**：发送一系列初始化命令，如GO_IDLE_STATE（CMD0）、SEND_IF_COND（CMD8）来检测电压范围，并根据OCR确定兼容性。接着执行ACMD41以设置电压范围并等待卡就绪。 6. **发送命令和接收数据**：使用SPI传输指令（例如CMD55、ACMD22获取块数量），检查响应代码，然后通过CMD17或CMD24发送读写地址，并开始数据交换。在传输过程中可以利用中断处理函数或者轮询来读取或写入SDHC卡的数据。 7. **错误处理**：每次命令和数据传输后都要验证返回的响应代码以确保没有发生误码或其他异常情况。 实现上述功能时，开发者可以在源文件中找到初始化SPI接口、发送指令及数据块地址等操作的相关C函数。同时，在头文件中定义了必要的结构体、枚举类型以及函数原型。项目配置文件则可能包含在IDE（如Keil uVision或STM32CubeIDE）中的编译和调试设置。 总体而言，通过SPI与SDHC卡的通信涉及到了微控制器的SPI外设配置、GPIO设置、对SD协议的理解及实现，并且有可能涉及到中断处理。借助ST 2.03库提供的封装API，开发者可以简化这些操作并更高效地完成数据读写任务。实际应用中还需考虑电源管理、校验机制和异常情况以确保系统的稳定性和可靠性。