大学毕业论文---基于stm32的sd卡设计.doc

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1、淮南师范学院电子工程学院2013级电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程设计成绩课程论文题目：基于STM32的SD卡设计课程名称：ARM嵌入式系统学生姓名：学生学号：系别：电子工程学院专业：电子信息科学与技术年级：2013级任课教师：电子工程学院制2015年10月-17-淮南师范学院电子工程学院2013级电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程设计基于STM32的SD卡设计学生：指导教师：电子工程学院：电子信息科学与技术1概述1.1设计背景21世纪是一信息传递及应用高速的时代，信息在人类社会活动中已经必不可缺，使用嵌入式系统的电子产品已经在人们的日常生活中广泛普

2、及应用。其中人们日常生活中最经常接触使用到的数码相机、手机、MP3、MP4、多媒体播放器等，其信息数据的存储大部分都是使用的SD卡。所以SD卡在嵌入式上应用有着十分大市场空间。SD卡拥有轻小、高存储容量、高速的传输速率以及很高的安全性，更换和编程也相当方便。根据SD卡胡特性，它已然成为非常多数码产品的外部应用储存的第一选择目标。ALIENTKEMiniSTM32开发板就带有SD卡接口，利用STM32自带的SPI接口，最大通信速度可达18Mbps，每秒可传输数据2M字节以上，对于一般应用足够了。2硬件设计2.1硬件读写模块SD卡存储模式是Flash。SD卡的卡内智能控制模块包含

3、电源和时钟的管理、协议、算法安全、存取数据、ECC算法、处理缺陷和分析数据。FLASH每个扇区的写寿命在10万次左右，读的次数是无限制的。SD卡一般支持2种操作模式：1、SD卡模式；2、PI模式；SD卡的引脚排序如下图所示：-17-淮南师范学院电子工程学院2013级电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程设计图1SD卡的引脚排序SD卡的九个引脚功能：表1：SD卡引脚功能表针脚123456789SD卡模式CD/DAT3CMDVSSVCCCLKVSSDAT0DAT1DAT2SPI模式CSMOSIVSSVCCCLKVSSMIS0NCNCSD卡只能使用3.3V的IO电平，所以，

4、MCU一定要能够支持3.3V的IO端口输出。注意：在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加10~100K左右的上拉电阻。在STM32中，开板使用的是SPI的接口模式来进得读写，所以，主要应用的便是SPI的模式。由于SD卡内部的供电电压上升是需要一段时间，大约是64个时钟，而且需要10个时钟与SD卡同步，所以在发送CMD0之前，要发送>74个时钟。SD卡与STM32进行数据交换，要将SD卡外部驱动，将外部储存卡与STM32联系起来。开发板对成为外部储存空间的SD卡进行读写，把读写命令解析并传送到SD卡中，从而实现开发板对外部储存卡的操作与控制。2.2硬件设计模块

5、所需要的硬件资源如下：1、SD卡。2、STM32F103ZET6。3、DS0（外部LED0）。4、串口1。SD卡和STM32的连接：SPI1与安全数码卡通信，如下其引脚的连接定义为：PE3：SPI1-SPI2全双工通讯，低电平作用；PA7：通讯结束后跟随一个CRC校验；PA5：SPI1、SPI2的NSS引脚是断开的；PA6：SPI驱动，NSS引脚由软件设置配置；-17-淮南师范学院电子工程学院2013级电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程设计PC12：MOSI输出，与STM32通信；CLK：时钟信号；CMD：双向命令和响应信号；DAT0-3：双向数据信号；VDD,V

6、SS：电源和地信号；原理图如下：图2SD卡接口与STM32连接原理图在SPI模式下，引脚1（DAT3）作为SPI片选线CS用，引脚2（CMD）用作SPI总线的数据输出线MOSI，而引脚7（DAT0）为数据输入线MISO，NSS由硬件配置，SPI2为主机，SPI1为从机，使SS输出（置位SPI_CR2SSOE位），SPI2NSS引脚复位SPI1的NSS引脚并配置SPI1为从机。在通讯中使用DMA可以减少代码密度和执行时间，容易接收和发送数据。利用各种硬件设备自身的特点来减小其运转开销，例如减小中断次数、利用DMA传输方式等。安全数码卡传输给STM32，STM32和SD卡进行数据

7、间的互换。3软件设计3.1SD卡初始化SD卡的典型初始化过程如下：（1）初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，I/O口配置）。（2）上电延时（>74个CLK）-17-淮南师范学院电子工程学院2013级电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程设计（1）复位卡（CMD0），进入LDLE状态。（2）发送CMD8，检查是否支持2.0协议。（3）根据不同协议检查SD卡（命令包括CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）。（4）取消片选，发多8个CLK，结束初始化。开始发送74个时钟周期发送