STM32 SDIO接口配置与使用方法详解

STM32的SDIO（Secure Digital Input Output）接口是一种用于SD卡和MMC卡的高速数据传输接口，通过SDIO接口可以实现对SD卡和MMC卡的读写操作。在本文中，我们将详细介绍STM32 SDIO接口的配置和使用方法，并附上相关的代码示例。

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1. STM32 SDIO接口简介

STM32的SDIO接口使用了全双工的模式，支持高速的SDIO 4.0标准。SDIO接口可以通过DMA传输来提高数据传输速度和减少CPU负担，同时还支持自动地处理多个数据块的传输。

2. STM32 SDIO接口配置方法

在使用STM32 SDIO接口之前，需要进行相应的配置以实现对SD卡的读写操作。以下是配置STM32 SDIO接口的步骤：

2.1 SDIO时钟配置

首先，需要配置SDIO的时钟，包括SDIO模块的和时钟源的配置。

2.2 GPIO配置

然后，我们需要配置相应的GPIO引脚为SDIO功能，并将引脚设置为推挽输出模式。

2.3 SDIO控制器配置

接下来，需要对SDIO控制器进行配置，包括时钟分频、数据线宽度、传输速度等。

2.4 DMA配置

为了提高数据传输效率，可以配置DMA传输来进行SDIO的数据读写操作。

2.5 SD卡初始化

最后，需要对SD卡进行初始化，包括发送卡初始化序列以使其进入正常工作状态。

以下是一个示例代码，演示了如何配置STM32的SDIO接口：

```c
#include "stm32f4xx.h"void SDIO_GPIO_Configuration(void)
{// 启用SDIO时钟RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_SDIOEN;// 配置SDIO引脚为复用功能GPIOB->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODE7 | GPIO_MODER_MODE8 | GPIO_MODER_MODE9 | GPIO_MODER_MODE10);GPIOB->MODER |= (GPIO_MODER_MODE7_1 | GPIO_MODER_MODE8_1 | GPIO_MODER_MODE9_1 | GPIO_MODER_MODE10_1);// 配置IO引脚为AF12（SDIO功能）GPIOB->AFR[0] &= ~(GPIO_AFRL_AFSEL7_Msk | GPIO_AFRL_AFSEL8_Msk | GPIO_AFRL_AFSEL9_Msk | GPIO_AFRL_AFSEL10_Msk);GPIOB->AFR[0] |= (0xC << GPIO_AFRL_AFSEL7_Pos) | (0xC << GPIO_AFRL_AFSEL8_Pos) |(0xC << GPIO_AFRL_AFSEL9_Pos) | (0xC << GPIO_AFRL_AFSEL10_Pos);// 配置IO引脚为推挽输出GPIOB->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT7 | GPIO_OTYPER_OT8 | GPIO_OTYPER_OT9 | GPIO_OTYPER_OT10);// 配置IO引脚速度GPIOB->OSPEEDR |= (GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR7 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR8 |GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR9 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR10);
}void SDIO_Init(void)
{// 启用SDIO时钟RCC->AHB2ENR |= RCC_AHB2ENR_SDIOEN;// 关闭SDIOSDIO->POWER &= ~SDIO_POWER_PWRCTRL_Msk;// 等待SDIO停止while (SDIO->POWER & SDIO_POWER_PWRCTRL_Msk);// SDIO时钟初始化和配置SDIO->CLKCR |= SDIO_CLKCR_HWFC_EN;SDIO->CLKCR |= (0x76 << SDIO_CLKCR_CLKDIV_Pos) |(0x2 << SDIO_CLKCR_CLKEN_Pos) |(0x1 << SDIO_CLKCR_PWRSAV_Pos);// 数据线宽度配置SDIO->CLKCR |= SDIO_CLKCR_WIDBUS_1;// DMA处理SDIO->DCTRL |= SDIO_DCTRL_DMAEN;// 使能SDIOSDIO->POWER |= SDIO_POWER_PWRCTRL_Msk;
}void SDIO_DMA_Init(void)
{// 启用DMA2时钟RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_DMA2EN;// 配置DMA2的Stream3和Stream6DMA2_Stream3->CR &= ~DMA_SxCR_EN; // 关闭DMA2 Stream3DMA2_Stream3->CR |= (0x4 << DMA_SxCR_CHSEL_Pos); // 选择DMA2 Stream3通道4DMA2_Stream3->PAR = (uint32_t)&(SDIO->FIFO); // 设置外设地址为SDIO_FIFO寄存器地址DMA2_Stream3->M0AR = (uint32_t)buffer; // 设置内存地址，此处为内存buffer的地址DMA2_Stream3->NDTR = sizeof(buffer) / 4; // 设置传输数据大小（单位为32位）DMA2_Stream3->CR |= DMA_SxCR_MINC; // 使能内存地址自增模式DMA2_Stream6->CR &= ~DMA_SxCR_EN; // 关闭DMA2 Stream6DMA2_Stream6->CR |= (0x4 << DMA_SxCR_CHSEL_Pos); // 选择DMA2 Stream6通道4DMA2_Stream6->PAR = (uint32_t)&(SDIO->FIFO); // 设置外设地址为SDIO_FIFO寄存器地址DMA2_Stream6->M0AR = (uint32_t)buffer; // 设置内存地址，此处为内存buffer的地址DMA2_Stream6->NDTR = sizeof(buffer) / 4; // 设置传输数据大小（单位为32位）DMA2_Stream6->CR |= DMA_SxCR_MINC; // 使能内存地址自增模式
}void SDIO_StartTransfer(void)
{// 启动DMA传输DMA2_Stream3->CR |= DMA_SxCR_EN;DMA2_Stream6->CR |= DMA_SxCR_EN;// 启动SDIO数据传输SDIO->DCTRL |= SDIO_DCTRL_DTEN;
}int main(void)
{// 初始化库和系统时钟// 配置SDIO引脚SDIO_GPIO_Configuration();// 配置SDIOSDIO_Init();// 配置DMASDIO_DMA_Init();// 启动传输SDIO_Transfer_Start();while (1){// 主循环中其他任务}
}
```

在这个示例代码中，我们首先调用`SDIO_GPIO_Configuration`函数来进行SDIO引脚的配置操作。然后，我们调用`SDIO_Init`函数来初始化和配置SDIO接口，包括时钟分频、数据线宽度和DMA处理。接下来，我们调用`SDIO_DMA_Init`函数来初始化和配置DMA传输。最后，我们调用`SDIO_StartTransfer`函数来启动SDIO和DMA传输。

通过以上的配置，我们可以实现对SD卡的读写操作，利用SDIO接口和DMA传输，在数据传输中提供高效率和低CPU负载的特性。通过合理配置和使用，可以充分利用STM32 SDIO接口的性能，提供高速的SD卡读写功能。