目 录
第1章 SD/MMC卡读写模块.....................................................................................1
1.1 SD/MMC卡的外部物理接口..................................................................................1
1.1.1 SD模式.............................................................................................................2 1.1.2 SPI模式............................................................................................................3 1.2 访问SD/MMC卡的SPI模式硬件电路设计.........................................................4
1.2.1 SPI总线............................................................................................................5 1.2.2 卡供电控制.......................................................................................................5 1.2.3 卡检测电路.......................................................................................................5 1.3 SD/MMC卡读写模块的文件结构及整体构架......................................................5
1.3.1 SD/MMC卡读写模块的文件组成..................................................................5 1.3.2 SD/MMC读写模块整体框架..........................................................................6 1.4 SD/MMC卡读写模块的使用说明..........................................................................6
1.4.1 SD/MMC卡读写模块的硬件配置..................................................................6 1.4.2 SD/MMC卡读写模块提供的API函数..........................................................9 1.5 SD/MMC卡读写模块的应用示例一....................................................................11
1.5.1 硬件连接与配置.............................................................................................11 1.5.2 实现方法.........................................................................................................11 1.6 SD/MMC卡读写模块的使用示例二....................................................................18
1.6.1 实现方法.........................................................................................................18 1.6.2 例子建立与运行步骤.....................................................................................20 1.6.3 参考程序.........................................................................................................24 1.7 SD/MMC软件包应用总结....................................................................................27
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第1章 SD/MMC卡读写模块
SD/MMC卡是一种大容量（最大可达4GB）、性价比高、体积小、访问接口简单的存储卡。SD/MMC卡大量应用于数码相机、MP3机、手机、大容量存储设备，作为这些便携式设备的存储载体，它还具有低功耗、非易失性、保存数据无需消耗能量等特点。 SD卡接口向下兼容MMC（MutliMediaCard多媒体卡）卡，访问SD卡的SPI协议及部分命令也适用于MMC卡。
SD/MMC卡读写模块是ZLG 系列中间件的重要成员之一，又称为ZLG/SD。该模块是一个用来访问SD/MMC卡的软件读写模块，目前最新版本为2.00，本版本不仅能读写SD卡，还可以读写MMC卡；不仅能在前后台系统（无实时操作系统）中使用，还可以在嵌入式操作系统μC/OS-II中使用。本文模块只支持SD/MMC卡的SPI模式。
在本章中，除了特别说明以外，“卡”都是指SD卡或MMC卡。
1.1 SD/MMC卡的外部物理接口
SD和MMC卡的外形和接口触点如图 1.1所示。其中SD卡的外形尺寸为：24mm x 32mm x 2.1mm（普通）或24mm x 32mm x 1.4mm（薄SD存储卡），MMC卡的外形尺寸为24mm x 32mm x 1.4mm。
图 1.1 SD卡和MMC卡实物图
图1.2 SD卡和MMC卡接口示意图（上视图）
表1.1为SD/MMC卡各触点的名称及作用，其中MMC卡只使用了1 ~ 7触点。
表1.1 SD/MMC卡的焊盘分配
引 脚
名称1
SD模式 类型 PP4
描述
卡的检测/数据线[Bit 3]命令／响应 电源地
名称 DI I5 VSS S SPI模式 类型
描述
数据输入 电源地
CS I 片选（低电平有效）
1 CD/DAT32 I/O/PP3 2 CMD 3 VSS1 S
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引 脚
名称1
SD模式 类型
电源 时钟 电源地 数据线[Bit 0] 数据线[Bit 1] 数据线[Bit 2]
I I/O/PP I/O/PP I/O/PP
描述
名称
SPI模式 类型
电源 时钟 电源地
描述
VDD S SCLK I VSS2 S RSV RSV 4 VDD S 5 CLK 7 DAT0 8 DAT1 9 DAT2 6 VSS2 S DO O/PP 数据输出
注：1. S：电源；I：输入；O：推挽输出；PP：推挽I/O。
2. 扩展的DAT线（DAT1 ~ DAT3）在上电后处于输入状态。它们在执行SET_BUS_WIDTH命令后
作为DAT线操作。当不使用DAT1 ~ DAT3线时，主机应使自己的DAT1~DAT3线处于输入模式。这样定义是为了与MMC卡保持兼容。
3. 上电后，这条线为带50KΩ上拉电阻的输入线（可以用于检测卡是否存在或选择SPI模式）。用
户可以在正常的数据传输中用SET_CLR_CARD_DETECT（ACMD42）命令断开上拉电阻的连接。MMC卡的该引脚在SD模式下为保留引脚，在SD模式下无任何作用。 4. MMC卡在SD模式下为：I/O/PP/OD。 5. MMC卡在SPI模式下为：I/PP。
由表1.1可见，SD卡和MMC卡在不同的通信模式下，各引脚的功能也不相同。这里
的通信模式是指微控制器（主机）访问卡时使用的通信协议，分别为SD模式和SPI模式。 在具体通信过程中，主机只能选择其中一种通信模式。通信模式的选择对于主机来说是透明的。卡将会自动检测复位命令的模式（即自动检测复位命令使用的协议），而且要求以后双方的通信都按相同的通信模式进行。所以，在只使用一种通信模式的时候，无需使用另一种模式。下面先简单介绍这两种模式。 1.1.1 SD模式
在SD模式下，主机使用SD总线访问SD卡，其总线拓扑结构如图1.3所示。由图可见，SD总线上不仅可以挂接SD卡，还可以挂接MMC卡。
图1.3 SD存储卡系统（SD模式）的总线拓扑结构
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SD总线上的信号线的详细功能描述如表1.2所示。
表1.2 SD总线信号线功能描述
信号线
CLK CMD DAT0 ~ DAT3 VDD VSS1、VSS2
功能描述
主机向卡发送的用于同步双方通信的时钟信号 双向的命令／响应信号
4个双向的数据信号（MMC卡只有DAT0信号线） 电源正极，一般电压范围为2.7 ~ 3.6V 电源地
SD存储卡系统（SD模式）的总线拓扑结构为: 一个主机（如微控制器）、多个从机（卡）和同步的星形拓扑结构（参考图1.3）。所有卡共用时钟CLK、电源和地信号。而命令线（CMD）和数据线（DAT0 ~ DAT3）则是卡的专用线，即每张卡都拥有这些信号线。请注意，MMC卡只能使用1条数据线DAT0。 1.1.2 SPI模式
在SPI模式下，主机使用SPI总线访问卡，当今大部分微控制器本身都带有硬件SPI接口，所以使用微控制器的SPI接口访问卡是很方便的。微控制器在卡上电后的第1个复位命令就可以选择卡进入SPI模式或SD模式，但在卡上电期间，它们之间的通信模式不能更改为SD模式。
卡的SPI接口与大多数微控制器的SPI接口兼容。卡的SPI总线的信号线如表1.3所示。
表1.3 SD卡与MMC卡的SPI接口描述
信号线
CS CLK DataIn DataOut
功能描述
主机向卡发送的片选信号 主机向卡发送的时钟信号 主机向卡发送的单向数据信号 卡向主机发送的单向数据信号
SPI总线以字节为单位进行数据传输，所有数据令牌都是字节（8位）的倍数，而且字节通常与CS信号对齐。SD卡存储卡系统如图1.4所示。
图1.4 SD存储卡系统（SPI模式）的总线拓扑结构
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当主机外部连接有多张SD卡或MMC卡时，主机利用CS信号线对卡进行寻址。例如：在图1.4中，当主机需要向SD存储卡A传输数据或需要从该卡接收数据时，必须将CS(A)置为低电平（同时其它卡的CS信号线必须置为高电平）。 CS信号在SPI处理（命令、响应和数据）期间必须续持有效（低电平）。唯一例外的情况是在对卡编程的过程。在这个过程中，主机可以使CS信号为高电平，但不影响卡的编程。
由图1.4可见，当SPI总线上挂接N张卡时，需要N条CS片选线。
1.2 访问SD/MMC卡的SPI模式硬件电路设计
SD/MMC卡可以采用SD总线访问，也可以采用SPI总线访问，考虑到大部分微控制器都有SPI接口而没有SD总线接口，而且如果采用I/O口模拟SD总线，不但增加了软件的开销，而且对大多数微控制器而言，模拟总线远不如真正的SD总线速度快，这将大大降低总线数据传输的速度。
基于以上的考虑，采用LPC2103微控制器的SPI接口为例子，设计访问SD/MMC卡的硬件接口电路。LPC2103微控制器与SD/MMC卡卡座接口电路如图1.5所示。
图1.5 SD卡卡座与LPC2103接口电路（SPI模式）
图中，LPC2103与SD/MMC卡卡座的连接引脚如表1.4所示。
表1.4 LPC2103与SD/MMC卡卡座的连接引脚
LPC2103接口 P0.8_CS P0.4_SCK P0.6_MOSI
含 义
SPI片选信号，用于选择SPI从机，该引脚为普通I/O口 SPI时钟信号，由主机发出，用于同步主机之间的数据传输 SPI主机输出，从机输入信号
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LPC2103接口 P0.5_MISO P0.9_SD_POWER P0.10_SD_INSERTP0.11_SD_WP
SPI主机输入，从机输出信号
卡供电控制，当LPC2103的P0.9输出低电平时给卡供电
卡完全插入到卡座中检测线，完全插入时卡座输出低电平，否则输出高电平 卡是否写保护检测，写保护时卡座输出高电平，否则输出低电平
含 义
注意：对于不同的卡座，卡完全插入检测电平和写保护检测电平可能有所不同。
1.2.1 SPI总线
如图1.5所示，LPC2103 SPI接口的P0.8_CS、P0.4_SCK、P0.6_MOSI、P0.5_MISO直接连接到卡座的相应接口，其中SPI的两个数据线P0.6_MOSI、P0.5_MISO还分别接上拉电阻，这是为了使本电路可以与MMC卡的接口兼容。SPI模式下无需用到的信号线DAT2和DATA1分别接下拉电阻。 1.2.2 卡供电控制
卡的供电采用可控方式，这是为了防止SD/MMC卡进入不确定状态时，可以通过对卡重新上电使卡复位而无需拔出卡。
可控电路采用P型MOS管2SJ355，由LPC2103的GPIO口P0.9_SD_POWER进行控制，当P0.9_SD_POWER输出高电平时，2SJ355关断，不给卡供电；当P0.9_SD_POWER输出低电平时，2SJ355开通，VCC3.3电源（电压为3.3V）给卡供电。
采用2SJ355的目的是当它开通时，管子上的压降比较小。2SJ355的相关特性请见其数据手册。用户也可以采用其它P型的MOS管，但是要考虑管子开通时，漏极与源极之间的压降要足够小（保证SD/MMC卡的工作电压在允许范围内），管子允许通过的电流也要满足卡的要求，一般一张SD/MMC卡工作时的最大电流通常为45mA左右，所以选用的MOS管要求允许通过100mA左右的电流。 1.2.3 卡检测电路
卡检测电路包括两部分：卡是否完全插入到卡座中和卡是否写保护。
检测信号由卡座的两个引脚以电平的方式输出。当卡插入到卡座并插入到位时，P0.10_CARD_INSERT（第10脚）由于卡座内部触点连接到GND，输出低电平；当卡拔出时，该引脚由于上拉电阻R2的存在而输出高电平，该输出由LPC2103的输入引脚GPIO(P0.10_SD_INSERT)来检测。
卡是否写保护的检测与卡是否完全插入到卡座中的检测原理是一样的。
1.3 SD/MMC卡读写模块的文件结构及整体构架
本小节介绍本模块的组成文件以及它们之间的关系。 1.3.1 SD/MMC卡读写模块的文件组成
SD/MMC卡读写模块包括的文件如表1.5所示。
表1.5 SD/MMC卡读写模块包含的文件
文 件 sdconfig.h sdspihal.c
卡读写模块硬件配置头文件
读写模块硬件抽象层，实现SPI接口初始化，SPI字节的收、发等与SPI硬件相关的函数
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作 用
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文 件 sdspihal.h sdcmd.c sdcmd.h sddriver.c sddriver.h sdcrc.c sdcrc.h
sdspihal.c头文件
读写模块命令层，实现卡的各种命令以及主机与卡之间的数据流控制 sdcmd.c头文件
读写模块应用层，实现卡的读、写、擦API函数，该文件还包含一些卡操作函数 sddriver.c头文件，包括函数执行错误代码 卡相关的CRC运算函数 sdcrc.h头文件
作 用
表1.5中这些文件构成了本模块，下面说明由这些文件构成的整体框架。
1.3.2 SD/MMC读写模块整体框架
考虑到该模块的可移植性及易用性，将模块分为3个层，如图1.6所示。图中的实时操作系统并不是必须的，也就是说，本模块既可以应用于前后台系统（无实时操作系统），也可以应用于实时操作系统中，本模块提供在前后台系统和实时操作系统μC/OS-II中接口统一的API函数。
是否使用实时操作系统由本模块sdconfig.h文件中的宏定义SD_UCOSII_EN来使能或禁止。
图1.6 SD/MMC卡读写模块结构图
各层的特点如下：
(1) 硬件抽象层：读写SD/MMC卡的硬件条件配置，与硬件相关的函数；
(2) 命令层：SD/MMC卡的相关命令以及卡与主机之间数据流的控制，这一层与硬件
无关； (3) 应用层：向用户应用程序或文件系统提供操作卡的API函数。如果采用操作系统，
这一层由实时操作系统控制。
1.4 SD/MMC卡读写模块的使用说明
使用本模块之前，必须配置好本模块使用的硬件条件，如果硬件条件与1.2小节中的硬件条件一样，那么无须配置本软件包就可以立即使用。下面说明怎样配置本模块的硬件条件，才能将其用于LPC2103系列微控制器。 1.4.1 SD/MMC卡读写模块的硬件配置
SD/MMC卡读写模块在LPC2103的配置只与sdconfig.h文件相关，配置头文件sdconfig.h使用户能方便地配置本模块的相关功能及裁剪某些对用户来说无需用到的函数。该小节提到的所有程序清单都在该文件上。下面阐述该头文件的配置方法。
1． 模块参数配置
模块的参数配置如程序清单1.1所示，配置选项如下：
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(1) 是否运行于μC/OS-II中。本模块既可以运行于前后台系统中，又可以运行于实时
操作系统μC/OS-II中。当运行于μC/OS-II中时，宏定义SD_UCOSII_EN的值应置为1，否则应置为0。
(2) CRC校验。由于SD/MMC卡在SPI通信模式下可以不需要进行数据传输的CRC
校验，该宏用于使能或禁止本读写模块的数据传输CRC校验功能。使能CRC校验则通信可靠性更高，但CRC运算也带来传输速度的一些损失，由于本模块采用查表的方法计算CRC16，所以速度只是略有损失。
(3) SPI时钟频率。定义SPI总线的CLK线的频率，该频率值用于计算读、写、擦操
作中的超时时间对应的CLK个数，这样就将超时时间转换为超时计数。该频率值的单位为：Hz，该值需要用户定义。
(4) SD/MMC卡块的长度。定义SD/MMC卡块的最大长度，当今流行的SD/MMC卡
块的最大长度大部分都支持512字节。宏定义SD_BLOCKSIZE_NBITS值为9，对应于29 512字节（对应于宏定义SD_BLOCKSIZE的值），SD_BLOCKSIZE_NBITS与SD_BLOCKSIZE一定要有这样的对应关系。SD_BLOCKSIZE_NBITS参数用于固件程序数据计算的方便。用户一般无须改动这两个宏定义的值。
程序清单1.1 模块参数配置
#define SD_UCOSII_EN 1 /* 是否在μC/OS-II上运行本模块 */ #define SD_CRC_EN
0
/* 设置数据传输时是否使用CRC */ /* SD/MMC卡块的长度
*/
#define SPI_CLOCK 5529600 /* 正常通信时,SPI时钟频率(Hz) */ #define SD_BLOCKSIZE
512 9
#define SD_BLOCKSIZE_NBITS
/* 2的9次方为512（即SD_BLOCKSIZE的值）*/
2． 功能配置
模块中有一些功能不是所有用户都可能用到的，所以可以裁剪去不需要的函数，以减小其代码量。程序清单1.2的宏定义用于使能编译读写模块中的某些比较少用的函数，当取值为1时，使能编译对应的函数；为0时，禁止编译对应的函数。这些宏定义起到裁剪读写模块代码大小的目的。
程序清单1.2 模块函数使能
/* 下面函数不常用,如果用户不需要,可置为 0 裁剪指定函数 */ #define SD_ReadMultiBlock_EN #define SD_WriteMultiBlock_EN #define SD_ProgramCSD_EN #define SD_ReadCID_EN
0 0 0 0
/* 是否使能读多块函数 /* 是否使能写多块函数
*/ */ */ */ */ */
#define SD_EraseBlock_EN 0 /* 是否使能擦卡函数
/* 是否使能写CSD寄存器函数
/* 是否使能读CID寄存器函数 */
#define SD_ReadSD_Status_EN 0 /* 是否使能读SD Status寄存器函数 #define SD_ReadSCR_EN 0 /* 是否使能读SCR寄存器函数
3． 硬件条件配置
这部分以宏的形式对卡的SPI口和IO口相关操作进行定义，尽可能地将硬件相关的部分放于这一部分。例如，配置LPC2103的4个I/O口为SPI接口的宏定义如程序清单1.3(1)所示。对于SD卡卡座供电引脚的控制如程序清单1.3(2)所示。用户阅读LPC2103的数据手册就可以了解这些配置的含义。该文件还包括对其它IO口的配置，详见sdconfig.h文件。
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程序清单1.3 LPC2103的IO口配置宏定义
/* 初始化 IO 口为SPI接口 */
#define SPI_INIT() PINSEL0 &= ~((0x03 << 8) + (0x03 << 10) + (0x03 << 12)); \\
PINSEL0 |= (0x01 << 8) + (0x01 << 10) + (0x01 << 12);
(1) (2)
/* 电源控制引脚 */
#define SD_POWER (0x01 << 9) #define SD_POWER_GPIO() #define SD_POWER_OFF() =#define SD_POWER_ON()
PINSEL0 &= ~(0x03 << 18) IOSET = SD_POWER IOCLR = SD_POWER
/* 设置 POWER 口为GPIO口 */ /* 置 POWER 为高电平 /* 置 POWER 为低电平
*/ */
#define SD_POWER_OUT() IODIR | SD_POWER /* 设置 POWER 口为输出口 */
配置头文件的全部内容就介绍到此，如果要将本模块移植到其它MCU，则还需修改sdhal.c文件，这一部分与MCU的SPI接口操作相关，如果使用LPC2103，那么无须改动该文件。
还有一点容易忽略的，就是必须将LPC2103的外设时钟频率Fpclk调至最高（在允许范围内），这样，读写模块的读定速度才能达到最高。而且SD/MMC卡的SPI总线协议中，要求SPI主机必须能够控制SPI总线的时钟频率。LPC2103对SPI总线时钟的控制函数说明如下。
4． 设置SPI接口的时钟频率小于400kHz
该函数主要是在SD/MMC卡初始化阶段，用于设置SPI接口的时钟频率小于400kHz，因为MMC卡在初始化期间SPI总线的时钟频率不能高于400kHz，这样本模块才能达到兼容MMC卡的目的。该函数如程序清单1.4所示（见sdhal.c文件）。该函数只是修改LPC2103
=
SPI接口的SPI 时钟计数寄存器SPI_SPCCR的分频值来达到目的。
程序清单1.4 设置SPI接口的时钟频率小于400kHz
void SPI_Clk400k(void) {
SPI_SPCCR 128; /* 设置SPI时钟分频值为128 */ }
如果LPC2103的外部晶振频率Fosc = 11.0592MHz，内核时钟频率Fcclk设置为Fosc的4倍，即Fcclk = 44.2368 MHz。外设时钟频率设置为与内核时钟频率相同，即Fpclk = Fcclk = 44.2368 MHz，那么SPI总线的时钟为Fpclk经过SPI_SPCCR寄存器分频后的时钟。所以，要使SPI接口的时钟频率少于400kHz，同时又要保证SPI_SPCCR寄存器的值为大于8的偶数，该寄存器的分频值要设为128。
得到的SPI接口SCK的频率为：
44.2368 / 128 = 0.3456 MHz = 345.6kHz < 400kHz。
同样，如果要设置SCK的频率为最大值，只须调用void SPI_ClkToMax(void)函数（见sdhal.c文件），该函数只是将SPI_SPCCR的值改为8，那么得到SCK的频率为：
44.2368 / 8 = 5.5296MHz。
需要注意，当今流行的SD/MMC卡的SPI接口的时钟频率一般不允许超过25MHz，所以在定义MCU访问SD/MMC卡的时钟频率时，必须注意这一点。
如果读者的外部晶振频率Fosc或LPC2103外设时钟频率Fpclk改变了，请注意修改这
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两个函数中的分频值，来优化读写模块对卡的访问速度。
配置好了硬件，那么可以使用本模块了，那么本模块提供了哪些API函数方便用户访问SD/MMC卡？下面介绍这些API函数的接口。 1.4.2 SD/MMC卡读写模块提供的API函数
用户可以利用本模块提供的API函数对SD/MMC卡进行访问，见表1.6至表1.11。
表1.6 SD_Initialize()
函数名称 函数原型 功能描述 函数参数
SD_Initialize
INT8U SD_Initialize(void)
初始化SD/MMC卡、设置块大小为512字节，获取卡的相关信息 无
函数返回值 SD_NO_ERR：初始化成功； > 0: 初始化失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
该函数设置了卡的读/写块长度为512字节
表1.7 SD_ReadBlock ()
函数名称 函数原型 功能描述
SD_ReadBlock
INT8U SD_ReadBlock(INT32U blockaddr, INT8U *recbuf) 读SD/MMC卡的一个块
blockaddr：以块为单位的块地址。例如，卡开始的0 ~ 511字节为块地址0，512 ~ 1023
函数参数
字节的块地址为１
recbuf： 接收缓冲区，长度固定为512字节
函数返回值 SD_NO_ERR：读成功； > 0: 读失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
recbuf的长度必须是512字节
表1.8 SD_WriteBlock()
函数名称 函数原型 功能描述
SD_WriteBlock
INT8U SD_WriteBlock(INT32U blockaddr, INT8U *sendbuf) 写SD/MMC卡的一个块
blockaddr：以块为单位的块地址。例如，卡开始的0 ~ 511字节为块地址0，512 ~ 1023
函数参数
字节的块地址为１
sendbuf： 发送缓冲区，长度固定为512字节
函数返回值 SD_NO_ERR：写成功； > 0: 写失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
sendbuf的长度必须是512字节
表1.9 SD_ReadMultiBlock()
函数名称 函数原型 功能描述
SD_ReadMultiBlock
INT8U SD_ReadMultiBlock(INT32U blockaddr, INT32U blocknum, INT8U *recbuf) 读SD/MMC卡的多个块
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blockaddr： 以块为单位的块地址
函数参数
blocknum： 块数
recbuf： 接收缓冲区，长度为512 * blocknum字节
函数返回值 SD_NO_ERR：读成功； > 0: 读失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
使用时必须将sdconfig.h中的宏定义值SD_ReadMultiBlock_EN置为１
表1.10 SD_WriteMultiBlock ()
函数名称 函数原型 功能描述
SD_WriteMultiBlock
INT8U SD_WriteMultiBlock(INT32U blockaddr, INT32U blocknum, INT8U *sendbuf) 读SD/MMC卡的多个块 blockaddr：以块为单位的块地址
函数参数
blocknum：块数
sendbuf： 发送缓冲区，长度为512 * blocknum字节
函数返回值 SD_NO_ERR：写成功； > 0: 写失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
使用时必须将sdconfig.h中的宏定义值SD_WriteMultiBlock_EN置为１
表1.11 SD_EraseBlock()
函数名称 函数原型 功能描述 函数参数
SD_EraseBlock
INT8U SD_EraseBlock(INT32U startaddr, INT32U blocknum) 擦除SD/MMC卡的多个块
startaddr： 以块为单位的块擦除起始地址 blocknum：块数（取值范围1 ~ sds.block_num）
函数返回值 SD_NO_ERR：擦除成功； > 0: 擦除失败（错误码，见表1.12） 特殊说明 和注意点
使用时必须将sdconfig.h中的宏定义值SD_EraseBlock_EN置为１。Startaddr 和 blocknum 建议为 sds.erase_unit 的整数倍, 因为有的卡只能以 sds.erase_unit 为单位进行擦除
其它函数不常用，这里就不一一列出了。需要用到其它函数的读者可以阅读源码中的
函数说明。表1.6至表1.11函数返回值所代表的含义如表1.12所示。
表1.12 错误代码列表
错误码宏定义
宏定义值
含义
SD_NO_ERR 0x00 函数执行成功 SD_ERR_NO_CARD 0x01 卡没有完全插入到卡座中
SD_ERR_USER_PARAM 0x02 用户使用API函数时，入口参数有错误 SD_ERR_CARD_PARAM 0x03 卡中参数有错误（与本模块不兼容） SD_ERR_VOL_NOTSUSP 0x04 卡不支持3.3V供电 SD_ERR_OVER_CARDRANGE 0x05 操作超出卡存储器范围 SD_ERR_UNKNOWN_CARD 0x06 无法识别卡型 SD_ERR_CMD_RESPTYPE 0x10 命令类型错误 SD_ERR_CMD_TIMEOUT 0x11 命令响应超时
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错误码宏定义
宏定义值
含义
SD_ERR_CMD_RESP 0x12 命令响应错误
SD_ERR_DATA_CRC16 0x20 数据流CRC16校验不通过
SD_ERR_DATA_START_TOK 0x21 读单块或多块时，数据开始令牌不正确 SD_ERR_DATA_RESP 0x22 写单块或多块时，卡数据响应令牌不正确 SD_ERR_TIMEOUT_WAIT 0x30 写或擦操作时，发生超时错误 SD_ERR_TIMEOUT_READ 0x31 读操作超时错误 SD_ERR_TIMEOUT_WRITE 0x32 写操作超时错误 SD_ERR_TIMEOUT_ERASE 0x33 擦除操作超时错误
SD_ERR_TIMEOUT_WAITIDLE 0x34 初始化卡时，等待卡退出空闲状态超时错误 SD_ERR_WRITE_BLK 0x40 写块数据错误
SD_ERR_WRITE_BLKNUMS 0x41 写多块时，想要写入的块与正确写入的块数不一致 SD_ERR_WRITE_PROTECT 0x42 卡外壳的写保护开关打在写保护位置 SD_ERR_CREATE_SEMSD 0xA0 创建访问卡的信号量失败
下面给出使用SD/MMC卡读写模块的一个例子。
1.5 SD/MMC卡读写模块的应用示例一
下面给出在LPC2103微处理器上使用SD/MMC卡读写模块对SD/MMC卡进行读、写数据的例子。该例子利用LPC2103提供的SPI接口读写SD/MMC卡，并将写入的数据读出后与原始数据做比较，验证读写操作的正确性。 1.5.1 硬件连接与配置
用杜邦线将EasyARM2103与SD CARD PACK连接起来，连线方法如表1.13所示。
表1.13 EasyARM2103与SD CARD PACK连接关系
EasyARM2103（JP5） SD CARD PACK引脚（J1）
GND GND 电源地
P0.9 POW_C 控制3.3V电源供给卡 P0.8 CS 选择SD/MMC卡
P0.6 MOSI 主机SPI数据输出，卡SPI数据输入 P0.4 SCK SPI总线时钟
P0.5 MISO 主机SPI数据输入，卡SPI数据输出 P0.10 INSERT 卡完全插入卡座检测 P0.11 WP 卡写保护机械开关检测
引线含义
3.3V 3.3V SD CARD PACK供电电源
SD/MMC卡读写模块默认的硬件配置和表1.13的硬件条件相符。因此，不需要对读写模块进行配置。 1.5.2 实现方法
本例子将对SD/MMC卡进行读、写和擦除等常用操作。例子的软件结构如图 1.7所示。
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==
=
=
=
==
图 1.7 主函数流程图
SD卡应用示例主函数如程序清单 1.5所示。
程序清单 1.5 SD卡操作主函数代码
int main (void) {
uint32 i; uint8 status;
uint8 sdbuf[512]{0}; /* */ 存放写入数据缓冲区 uint8 sdbuf2[512]{0}; /* */ 存放读出数据缓冲区
IO0DIR |= BEEP; IO0SET = BEEP;
*/
/* 设置BEEP控制口为输出 */
PINSEL1 0x00000000; /* */ 设置管脚连接GPIO
for(i0;i<512;i++){ /* 初始化写入数据 sdbuf[i] i&0xff; }
status = SD_Initialize(&sds); if (status != SD_NO_ERR){
/* SD 初始化
*/
while(1); }
status = SD_WriteBlock(&sds,0,sdbuf); if (status != SD_NO_ERR){
/* 将sdbuf缓冲区数据写入第0块中*/
while(1); }
status SD_ReadBlock(&sds,0,sdbuf2); /* 读第0块的数据
if (status != SD_NO_ERR){ while(1); }
status memcmp(sdbuf,sdbuf2,512); /* 对sdbuf2与sdbuf的内容进行比较*/
*/
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if(status!=0){
/* 数据比较错误,蜂鸣器蜂鸣三声 */
BeepOnOff(3); }
else{
/* 数据比较正确,蜂鸣一声 */
BeepOnOff(1); } while(1); return 0; }
下文将对程序清单 1.5中的SD卡初始化、SD卡单块读和单块写等常用命令进行简要
分析讲解。
1． SD卡初始化
SD卡初始化流程如图 1.8所示，首先初始化访问卡的硬件条件，SdSpiHal_Initialize（）函数代码如程序清单 1.6所示。
程序清单 1.6 初始化卡访问卡的硬件条件
INT8U SdSpiHal_Initialize(sd_struct *sds) {
SD_Power(); /* 对卡先下电,再上电 */
SPI_INIT();
/* 初始化SPI接口
*/
SD_INSERT_GPIO();
SD_INSERT_IN(); SD_WP_GPIO(); SD_WP_IN();
/* 检测卡完全插入口为输入口 */ （1）
/* 写保护检测口为输入口 /* CS置高
*/ （2）
*/ */ */ */ */
SPI_CS_SET();
SdSpiHal_SetMCIClock(sds, SD_RATE_SLOW); SPI_SPCR = 0 << 3 |
1 << 4 |
/* 设置SPI频率小于等于400kHZ */ /* CPHA = 0第一个时钟采样 /* CPOL = 1，SCK低有效 /* MSTR = 1，设置为主模式 /* SPIE = 0，SPI中断禁止
1 << 5 | 0 << 6 | 0 << 7 ;
/* LSBF = 0，SPI传输MSB在先 */
return SD_NO_ERR; }
对SD卡先下电，再上电后，对SPI总线接口进行初始化。程序清单 1.6（1）将用于检测卡是否完全插入的卡座的I/O引脚初始化为GPIO，并且设置为输入口。程序清单 1.6（2）将用于检测卡是否写保护的I/O引脚初始化为GPIO，并且设置为输入口。 设置SPI的SCK引脚输出频率小于等于400KHz，是因为MMC卡在复位阶段要求SPI的时钟频率要小于等于400KHz。
注意：在本软件包中没有用到LPC2103的SPI模块的P0.7（SPI从机选择输入）引脚，由于芯片特性要求，在LPC2103的SPI模块不充当从机时，不需要将此引脚初始化为SPI模式，如果初始化，SPI模块将自动转入从机模式。
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图 1.8 SD卡初始化流程
卡完全插入卡座与卡写保护检测只须检测相关I/O口的电平即可。卡完全插入卡座检测函数如程序清单 1.7所示。该函数返回0表示卡未完全插入，此时，SD/MMC卡读/写软件包不能对卡进行操作。当卡完全插入时，P0.10_SD_INSERT引脚输出低电平。
程序清单 1.7 卡完全插入卡座检测函数
INT8U SdHal_CheckCard(sd_struct *sds) {
if (SD_INSERT_STATUS() != 0)
return 0;
/* 未完全插入 not insert entirely
*/
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return 1;
/* 完全插入 insert entirely */
对于SD卡初始化流程中的其它操作如复位卡进入空闲状态、激活卡进入初始化以及
设置块长度读取卡信息等操作，是访问应用SD/MMC卡前规定必须要进行的准备性工作，只有获取相应的信息，并将卡设置为合适的状态，才可对卡进行读写访问。
2． SD卡单块写操作
SD/MMC卡在SPI模式下的写操作包括两种：写单块和写多块。本示例重点介绍写单块操作。卡初始化函数SD_Initialize()已经调用了SpiCmd_Set_BlockLen()函数设定了读/写数据块的长度SD_BLOCKSIZE字节，卡在初始化后，读/写都是以块为单位，一次写操作至少要写SD_BLOCKSIZE字节。SD_BLOCKSIZE字节一般都为512字节。
SD卡单块写操作流程图如图 1.9所示。写单块是这样进行的：
图 1.9 SD卡单块写操作流程图
(1) 主机检测卡是否完全插入到卡座中； (2) 主机检测卡是否写保护；
(3) 以上条件满足后，主机向卡发送写单块命令，写入地址为blockaddr的一个数据块； (4) 主机紧跟这向卡发送要写入的数据块，数据块长度为SD_BLOCKSIZE。 SD卡单块写操作程序清单如程序清单 1.8所示，建议客户的应用时直接调用软件包的API函数操作。
程序清单 1.8 SD卡单块写操作代码
/****************************************************************************************** ** 函数名称：SD_WriteBlock
** 功能描述：SPI模式下, 向SD/MMC卡中写入一个块 ** 输 入：sd_struct *sds：SD/MMC卡信息结构体
** INT32U blockaddr：以块为单位的块地址, 例如, 卡开始的0 ~ 511字节为块地址0, 512 ~ ** 1023字节的块地址为1
** INT8U *sendbuf ： 发送缓冲区,长度固定为 512 字节 ** 输 出：无
** 返 回 值：0：正确 >0：错误码, 见 sddriver.h 文件
******************************************************************************************/ INT8U SD_WriteBlock(sd_struct *sds, INT32U blockaddr, INT8U *sendbuf) {
INT8U ret,tmp[2];
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SD_RequestOSSem(sds);
/* 卡没完全插入卡中 */
/* 向OS申请访问卡信号量
*/
if (!SdHal_CheckCard(sds)) {
SD_ReleaseOSSem(sds);
}
return SD_ERR_NO_CARD;
if (blockaddr > sds->block_num) {
SD_ReleaseOSSem(sds);
return SD_ERR_OVER_CARDRANGE; /* 操作超出卡容量范围 */ }
if (SdHal_CheckCardWP(sds)) { =
*/ */
SD_ReleaseOSSem(sds);
return SD_ERR_WRITE_PROTECT; /* 卡有写保护 }
ret SpiCmd_Write_Single_Block(sds, blockaddr); /* 写单块命令
= if (ret != SD_NO_ERR) { SD_ReleaseOSSem(sds); = return ret; }
ret SdSpi_WriteBlockData(sds, 0, SD_BLOCKSIZE, sendbuf);/* 写入数据 */ = if (ret == SD_NO_ERR) { /* 读寄存器, 检查写入是否成功 */ ret SpiCmd_Send_Status(sds, 2, tmp);
if (ret != SD_NO_ERR) { }
if((tmp[0] != 0) || (tmp[1] != 0)) {
*/
return ret;
/* 读寄存器失败
*/
SD_ReleaseOSSem(sds);
SD_ReleaseOSSem(sds);
ret SD_ERR_WRITE_BLK; /* 响应指示写失败 }
} return ret;
/* 返回写入结果
*/
}
SD_ReleaseOSSem(sds);
3． SD卡单块读操作
SD/MMC卡在SPI模式下的读操作也包括两种：读单块和读多块。本示例重点介绍读单块操作。卡初始化函数SD_Initialize()已经调用了SpiCmd_Set_BlockLen()函数设定了读/写数据块的长度SD_BLOCKSIZE字节。卡在初始化后，读/写都是以块为单位，所以一次读操作至少要读SD_BLOCKSIZE个字节。SD_BLOCKSIZE字节一般都为512字节。
SD卡单块读操作流程图如图 1.10所示。读单块是这样进行的：
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图 1.10 SD单块读操作流程图
(1) 主机首先检查卡是否已经完全插入卡座中； (2) 检查块地址是否超出卡的容量范围；
(3) 以上条件满足后，向卡发送读单块命令，读取地址为blockaddr的一个数据块； (4) 调用读取块数据函数从卡读取一个数据块。
SD卡单块读操作程序清单如程序清单 1.9所示，建议客户的应用时直接调用软件包的API函数操作。
程序清单 1.9 SD卡单块读操作代码
/****************************************************************************************** ** 函数名称：SD_ReadBlock
** 功能描述：SPI模式下, 从SD/MMC卡中读出一个数据块 ** 输 入：sd_struct *sds：SD/MMC卡信息结构体
** INT32U blockaddr：以块为单位的块地址, 例如, 卡开始的0 ~ 511字节为块地址0, 512 ~ ** 1023字节的块地址为1
** 输 出：INT8U *recbuf：接收缓冲区,长度固定为 512 字节 ** 返 回 值：0：正确 >0：错误码, 见 sddriver.h 文件
******************************************************************************************/ INT8U SD_ReadBlock(sd_struct *sds, INT32U blockaddr, INT8U *recbuf) {
INT8U ret;
SD_RequestOSSem(sds);
/* 卡没完全插入卡中 */
/* 向OS申请访问卡信号量 */
if (!SdHal_CheckCard(sds)) { SD_ReleaseOSSem(sds); }
if (blockaddr > sds->block_num) { return SD_ERR_NO_CARD;
SD_ReleaseOSSem(sds);
return SD_ERR_OVER_CARDRANGE; /* 操作超出卡容量范围 */ }
ret = SpiCmd_Read_Single_Block(sds, blockaddr); /* 读单块命令
if (ret != SD_NO_ERR) {
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*/
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}
*/ */
SD_ReleaseOSSem(sds); return ret;
ret = SdSpi_ReadBlockData(sds, SD_BLOCKSIZE, recbuf); /* 读出数据 }
SD_ReleaseOSSem(sds); /* 归还访问卡信号量 return ret;
1.6 SD/MMC卡读写模块的使用示例二
下面给出在LPC2103微处理器上使用SD/MMC卡读写模块对SD/MMC卡进行读、写、
擦的例子。该例子基于uCOS-II操作系统，利用LPC2103提供的SPI接口读写SD/MMC卡，读取的数据通过LPC2103的UART0发送到PC机的软件界面显示出来，要写入卡的数据也可以通过PC机软件通过UART0写入到卡中，另外，本例子也提供了擦卡的演示。 1.6.1 实现方法
本例子最主要的任务是演示读写SD/MMC卡，为了实现能够实现LPC2103与PC的通信，本例子使用了串口中间件与数据队列中间件，来收发来自PC机的数据。例子的软件结构如图1.11所示。
串口中间件与数据队列中间件串口接收数据任务TaskUart0Revice（void *pdata）卡操作任务TaskRWCard（void *pdata） 图1.11 例子实现方法
图1.11中，本例子只包括两个中间件和两个任务：
z 串口中间件与数据队列中间件。这两个中间件用于接收来自UART0的数据，或
将数据通过UART0发送到PC。
z 串口接收数据任务。接收来自PC机的数据，并负责将收到的数据发送给卡操作
任务。
z 卡操作任务。接收来自串口接收数据任务的数据，根据数据中包括的命令和数据
实现对SD/MMC卡的读、写、擦。并将执行结果或数据提交给串口中间件与数据队列中间件，由它们发送到PC机，报告读到的数据或执行的结果。
可见，PC机与卡操作任务之间需要一个协议来协调，才能正确完成对SD/MMC卡的初始化、读、写、擦。
因此，可以制定一个简单的协议来完成：
(1) 定义LPC2103的UART0接收触发中断深度为8个字节，并定义8个字节为一帧，
数据的传输以帧为单位，PC机发送的帧称为命令帧，LPC2103发送的帧称为响应帧。
(2) PC机发送的每一帧的第1个字节为命令字，2 ~ 8个字节为数据部分，如图1.12
所示。
(3) LPC2103每收到PC机的一个帧，根据命令字进行相应的处理（如读卡），然后将
处理结果打包成一帧发回PC机，帧头为LPC2103收到的命令字，2 ~ 8字节为响
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应部分。
PCÆLPC213x 命令帧
1命令字1命令字2… 8数据部分2… 8响应部分LPC213xÆPC 响应帧
图1.12 PC机发送的命令帧与LPC2103的响应帧
(4) 在内存中开辟一片缓冲区INT8U sd_buf[512]，大小为520字节（比SD/MMC卡
的一个块大8个字节）。用于保存从卡中读到的数据或即将写进卡中的数据。 (5) 根据以上四点，制定卡操作任务对SD/MMC卡进行初始化、读、写、擦的方法，
其示意图如图1.13所示。
来自PC机的命令帧YCMD_SD_INIT?N CMD_SD_READ?N CMD_SD_WRITE?N CMD_SD_ERASE?N CMD_DATA_RECV?初始化SD卡Y读块到sd_bufY写sd_buf到块Y擦除某块Y从PC机接收数据N YCMD_DATA_TRANS?发送数据到PC机 N 发送响应帧 图1.13 卡操作任务对命令帧的响应示意图
如图1.13所示，卡操作任务根据命令帧的第1个字节，执行下面的分支。
z CMD_SD_INIT命令，卡初始化命令。卡操作任务执行对SD/MMC卡的初始化，
然后将执行结果放入响应帧的第2个字节，向PC机报告初始化结果。 z CMD_SD_READ命令，读指定的块。PC机将要读的块地址放入CMD_SD_READ
命令后的两个字节中，卡操作任务调用读块函数读出指定的块，暂存于sd_buf[]中，读块函数的返回值放入响应帧的第2个字节，向PC机报告读操作是否成功。 z CMD_SD_WRITE命令，写指定的块。PC机将要写的块地址放入
CMD_SD_WRITE命令后的两个字节中，卡操作任务调用写块函数将sd_buf[]中的数据写入卡中，写块函数的返回值放入响应帧的第2个字节，向PC机报告写操作是否成功。
z CMD_SD_ERASE命令，擦除指定的块。PC机将要擦除的块的地址与要擦除的
块数放在该命令字的后面，卡操作任务调用擦块函数将指定的块擦除，擦除函数的返回值放入响应帧的第2个字节，向PC报告擦除操作是否成功。
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z CMD_SD_RECV命令，接收数据命令。该命令帧的2 ~ 3字节指出接收数据的
sd_buf[]地址，4 ~ 8字节为PC发来的数据，卡操作任务将接收到的数据放入sd_buf[]的中。
z CMD_SD_TRANS命令，发送数据命令。该帧的第2和第3个字节指明PC机要
读取sd_buf[]中的数据的缓冲区地址，卡操作任务将该地址的数据发往PC机，数据存放于响应帧的2 ~ 8字节中。
执行以上任何一个分支后，卡操作任务都发送响应帧到PC机。
(6) 利用以上命令，对卡进行初始化、读、写、擦是这样进行的，如图1.14所示。
初始化卡:读 块:
CMD_SD_INIT命令CMD_SD_READ: 读某块到 sd_bufCMD_DATA_TRANS: 发送 sd_buf 到PC机写 块:CMD_DATA_RECV: PC发数据到sd_bufCMD_SD_WRITE: 写 sd_buf 到某块擦除块:CMD_SD_ERASE命令
图1.14 对卡进行各种操作需要执行的命令分支
以上几点是实现图1.11的具体协议。下面先给出实现本例子的实验步骤，然后给出实现以上协议的示例代码。 1.6.2 例子建立与运行步骤
下面简单说明本例子的建立过程。
1. 用ADS1.2建立一个工程，工程名为SDMMCExam，建立时使用工程模板ARM
Image for uCOSII for LPC2103。建立完成后，生成文件夹SDMMCExam。
2. 在SDMMCExam目录下建立一个目录SDMMC，在该目录下放置SD/MMC卡读
写模块的所有文件。
3. 在SDMMCExam的同级目录下建立arm和Source文件夹，Source文件夹放置
μC/OS-II源代码。arm目录中放置与LPC2000硬件相关的μC/OS-II移植代码。 4. 在SDMMCExam目录下建立一个文件夹uart0，将串口中间件相关文件放于该文
件夹中，建立queue文件夹，将数据队列中间件相关文件放于该文件夹中。
5. 在本工程中建立3个组，分别为SDMMC、uart、queue，将对应的模块或中间件
加入这些组中。
6. 在config.h中删除原有的“#include \"..\\..\\Arm_Pc\\pc.h\"”语句。 7. 打开工程中的config.h文件，将LPC2103外设时钟频率做以下修改。
#define Fpclk #define SD_EraseBlock_EN
(Fcclk / 4) * 4 1
8. 打开sdconfig.h文件，将宏定义SD_EraseBlock_EN的值置为1。
9. 在config.h文件中加入相关模块和中间件的头文件及配置。如程序清单1.10所示。
程序清单1.10 相关模块和中间件的头文件及配置
/* SD/MMC 模块头文件 */ #include \"sdconfig.h\"
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/* 数据队列的配置 */
#define QUEUE_DATA_TYPE uint8 #include \"\\queue\\queue.h\" #define EN_QUEUE_WRITE
1 /* 禁止(0)或允许(1)FIFO发送数据 */ 1 /* 禁止(0)或允许(1)取得队列数据数目 */ 1 /* 禁止(0)或允许(1)取得队列数据总容量 */ 0 /* 禁止(0)或允许(1)清空队列 */
#define EN_QUEUE_WRITE_FRONT 0 /* 禁止(0)或允许(1)LIFO发送数据 */ #define EN_QUEUE_NDATA #define EN_QUEUE_SIZE #define EN_QUEUE_FLUSH
/* UART0的配置 */ #include \"uart0.h\"
#define UART0_SEND_QUEUE_LENGTH 60 /* 给UART0发送数据队列分配的空间大小 */
10. 打开os_cfg.h文件，将操作系统使用的最大事件数改为3。
#define OS_MAX_EVENTS 3
11. 如果硬件接线和图1.5一样，那么无须配置sdconfig.h，否则按1.4.1小节的说明
进行配置。建议将sdconfig.h文件放于SDMMCExam\\src目录下，因为这是配置SD/MMC读写模块的文件，是可以被用户修改的文件。
12. 在工程irq.s文件的最后添加UART0中断服务程序的汇编语言部分代码，如程序
清单1.11所示
程序清单1.11 增加UART0中断服务程序的代码
;/*定时器0中断*/ ;/*Time0 Interrupt*/
Timer0_Handler HANDLER Timer0_Exception
;/*通用串行口0中断*/
UART0_Handler HANDLER UART0_Exception
13. 在Target.c文件的TargetInit()函数中，添加初始化UART0的代码，如程序清单1.12
所示。
程序清单1.12 添加UART0初始化代码
void TargetInit(void) {
OS_ENTER_CRITICAL(); srand((uint32) TargetInit); VICInit(); Timer0Init(); UART0Init(115200);
OS_EXIT_CRITICAL();
}
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14. 在Target.c文件的VICInit()函数中，添加UART0向量中断的初始化代码，如程序
清单1.13所示。
程序清单1.13 UART0向量中断初始化
void VICInit(void) {
extern void IRQ_Handler(void); extern void Timer0_Handler(void); extern void UART0_Handler(void);
VICIntEnClr = 0xffffffff;
VICDefVectAddr = (uint32)IRQ_Handler;
VICVectAddr14 = (uint32)UART0_Handler; VICVectCntl14 = (0x20 | 0x06); VICIntEnable = 1 << 6;
VICVectAddr15 = (uint32)Timer0_Handler; VICVectCntl15 = (0x20 | 0x04); VICIntEnable = 1 << 4; }
15. 根据例子的协议分析，在main.c文件中编写通过串口读写SD/MMC卡的相关函
数。
16. 选择DebugInFlash生成目标，然后编译连接工程。在ADS1.2集成开发环境中选
择ProjectÆDebug，启动AXD进行JTAG仿真调试，并全速运行程序。 17. 确保硬件连接正确，SD或MMC卡已插入到卡座中。
18. 将产品光盘中提供的PC机端可执行软件SDExample.exe复制到硬盘，在ADS1.2
的程序运行后运行该软件。软件界面如图1.15所示。
19. 在图1.15中，选择串口号及通信波特率，然后按“连接LPC2103”按键，“执行
结果”框中将显示该软件是否能与LPC2103成功通信。 20. 如果打开串口成功，那么请按“初始化SD/MMC卡”，是否初始化成功将在“执
行结果”中显示出来。如果初始化失败，该“执行结果”将显示出错误代码，显示的错误码与表1.12一一对应，给出错误码的目的是方便用户调试程序。
21. SD/MMC卡初始化成功后，在“读写擦”框中填写要读的块的块地址，然后，按
“读”按键，读得的块的内容在“数据显示”框中显示出来，“执行结果”框将显示执行结果，如果执行结果有错，将给出错误代码。
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图1.15 连接LPC2103并初始化SD/MMC卡
22. 如果想要写某块，则需要用鼠标点击在“数据显示”框中的“块数据”区，然后
用键盘键入要写入的数据，然后按“写”按键，软件将该块写入到SD/MMC卡中，“执行结果”框将显示执行结果。如图1.16所示。
图1.16 写SD/MMC卡
如果想要擦SD/MMC卡，那么请按“擦除”按键，将弹出如图1.17所示的擦除对话框，填写好起始块地址和要擦除的块数，然后按“擦除”。擦除操作执行结果将在图1.16所示的“执行结果”中显示出来。擦除5000块的目的是防止擦除时间太长导致串行通信超时，并非说SD/MMC卡一次擦除操作只能擦5000块。
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图1.17 擦除操作对话框
图1.17还提示用户擦卡的“起始块地址”和“块数量”建议为sds.erase_uint的整数倍。这是因为有一些卡擦卡的单位为sds.erase_uint块，也就是说，即使命令卡只擦除“起始块地址”这一块，但SD/MMC卡将擦除“起始块地址”开始的sds.erase_uint块。 1.6.3 参考程序
1. 在main.c文件中加入相关头文件及定义即将用到的全局变量。如程序清单1.14所
示。
程序清单1.14 加入相关头文件及定义相关全局变量
#include \"config.h\"
#define TASK_STK_SIZE
#define CMD_SD_INIT 0x00 /* 卡初始化卡命令 #define CMD_SD_READ 0x01 #define CMD_SD_WRITE
#define CMD_DATA_TRANS #define CMD_DATA_RECV
/* SD/MMC卡读写缓冲区,比SD/MMC卡一个块大8字节 */
uint8 sd_buf[520]; (3)
0x04 0x05
/* 将sd_buf中的数据发送到PC机
*/
/* 接收来自串口的数据,并放入sd_buf中 */
0x02
#define CMD_SD_ERASE 0x03
/* 卡读命令 /* 卡写命令 /* 卡擦除命令
*/ (2)
*/ */ */
(1)
程序清单1.14(1)定义了任务使用的堆栈大小，程序清单1.14(2)为PC机发送的命令帧的命令字定义，程序清单1.14(3)为SD/MMC卡读写时使用的缓冲区，该缓冲区比SD/MMC卡的一个块大8个字节，这样定义的目的是为了串口操作的方便（串口的接收以8个字节作为接收中断触发深度）。
2. 定义各任务的堆栈及UART0接收数据邮箱，如程序清单1.15所示。
程序清单1.15 堆栈及邮箱定义
OS_STK TaskStk[TASK_STK_SIZE];
/* 任务堆栈
*/ */ */
OS_STK TaskCardStk[TASK_STK_SIZE]; /* 卡操作任务堆栈
OS_EVENT *Uart0ReviceMbox; /* 串口接收数据邮箱
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3. 编写主函数main()，如程序清单1.16所示。本函数创建了操作系统运行的第一个
任务TaskCard ()，如程序清单1.16(1)所示。
程序清单1.16 main()函数
int main (void) {
OSInit();
OSTaskCreate(TaskCard, (void *)0, &TaskCardStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0); OSStart(); return 0; }
(1)
4. 编写卡操作任务TaskCard()，该函数作为main()函数创建的第1个任务，它将初
始始化相关硬件（如程序清单1.17(3)），建立串口接收数据邮箱（如程序清单1.17(1)所示）和其它任务（如程序清单1.17(2)所示），并将本任务做为卡操作任务。
void TaskCard(void *pdata) {
uint8 *pRec; uint8 err;
uint32 bufaddr,blockaddr,blocknum;
/* 避免编译警告 /* 建立邮箱
*/ */ (1)
pdata = pdata; Uart0ReviceMbox = OSMboxCreate(NULL); if (Uart0ReviceMbox == NULL) while (1);
OSTaskCreate(TaskUart0Revice, (void *)0,
&TaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 10); TargetInit();
for (;;) {
pRec = (uint8 *)OSMboxPend(Uart0ReviceMbox, 0, &err); /* 接收数据 switch(pRec[0]) {
case CMD_SD_READ:
(7) */
blockaddr = (pRec[1] << 24) + (pRec[2] << 16) + /* 计算块地址 pRec[1] = SD_ReadBlock(blockaddr, sd_buf);
case CMD_SD_INIT: pRec[1] = SD_Initialize(); break;
/* 初始化卡
*/ (6)
*/ (4) (5)
/* 创建Uart0接收任务 /* 目标板初始化
*/ (2) */ (3)
程序清单1.17 卡操作任务
(pRec[3] << 8) + pRec[4];
/* 卡单块读 */
break;
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}
UART0Write(pRec, 8);
/* 发送响应帧
*/ (8)
case CMD_SD_WRITE:
case CMD_SD_ERASE:
case CMD_DATA_RECV:
case CMD_DATA_TRANS:
bufaddr = (pRec[1] << 8) + pRec[2];
/* 计算缓冲区地址
*/ */
memcpy(&pRec[1], sd_buf + bufaddr, 7);
/* sd_buf数据放入pRec
bufaddr = (pRec[1] << 8) + pRec[2];
/* 计算缓冲区地址
*/ */
memcpy(sd_buf + bufaddr, &pRec[3], 5);
/* 收到数据放入pRec
/* 擦卡起始地址 */
/* 块数
*/ */
blockaddr = (pRec[1] << 24) + (pRec[2] << 16) +
(pRec[3] << 8) + pRec[4]; (pRec[7]);
blocknum = (pRec[5] << 16) + (pRec[6] << 8) +
blockaddr = (pRec[1] << 24) + (pRec[2] << 16) + pRec[1] = SD_WriteBlock(blockaddr, sd_buf);
/* 卡单块写
*/
(pRec[3] << 8) + pRec[4];
break;
pRec[1] = SD_EraseBlock(blockaddr, blocknum); /* 擦除操作
break;
break;
break; default: break;
程序清单1.17(4) 邮箱等待串口接收数据任务TaskUart0Revice()发来邮件，邮件内容即
为接收到的数据的缓冲区起始地址pRec。 程序清单1.17(5) 邮箱中有内容，也就是收到PC机的一个命令帧，命令帧的第1个字
节为命令字，那么执行各个命令分支。 程序清单1.17(6) 执行初始化卡命令分支，执行结果保存于pRec[1]中。
程序清单1.17(7) 执行读块命令分支，先计算块地址，然后读出指定的块，读出的数
据存于卡缓冲区sd_buf[]中，读块函数的返回值保存于pRec[1]中。其它命令分支，如写卡、擦卡的操作和读命令分支的程序执行原理也一样。 程序清单1.17(8) 各分支的执行结果通过串口中间件发送到PC机。
5. UART0接收数据任务。如程序清单1.18(1)所示，该任务调用串口中间件的接收字
节函数UART0Getch()等待来自PC机的数据，如果收到数据，那么从串口的接收缓冲区读出8个字节，读出的数据保存于Buf[]中。然后将Buf[]的地址放入邮箱Uart0ReviceMbox中（如程序清单1.18(2)所示）通知卡操作任务TaskCard()：已收到数据了，数据存放在Buf[]中。这样卡操作任务就可以根据收到的数据进行相关
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操作了。
程序清单1.18 UART0接收数据任务
void TaskUart0Revice(void *pdata) {
uint8 Buf[4],i;
pdata = pdata; /* 避免编译警告 for (;;) {
Buf[0] = UART0Getch(); /* 接收数据头 for (i = 1; i < 8; i++) Buf[i] = UART0Getch();
OSMboxPost(Uart0ReviceMbox, (void *)Buf); } }
(2)
*/ (1)
*/
在以上例子中，只有几个函数与卡操作相关，大部分语句都在处理PC机与LPC2103之间的数据通信，以协调对卡的各种操作。本例子不仅给出了对SD/MMC读写模块API函数的使用方法，还示例了如何使用多个模块或中间件来组建一个工程。
1.7 SD/MMC软件包应用总结
ZLG/SD的镀/写软件包完整开发思想就介绍到此，用户可以在实际应用中充分利用本软件包，采用直接调用API应用函数的方法实现读、写、擦除SD/MMC卡等操作。
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