基于stm32H730的解决方案开发之SD卡的读写调试

一 概述

在嵌入式小系统领域，SD卡存储是一个非常重要的功能。可从难度上，它又是非常难的。因为它涉及到两个大的功能点，一个是文件系统，这个难度非一般。另外一个是sd卡的底层驱动。涉及到的接口多，所以也是一个难度高的地方。两个混合在一起，非常容易出问题。笔者在这块花费了很多时间。也遇到了很多问题。这里需要做一个总结了。

二 源码解析

通过使用Cube来生成的sd卡读写源码，大概率是不成功的，这就要逐步的定位了，到底是哪儿出了问题呢？

面对纷繁复杂的局势，第一步就是要学会拆解，逐步击破。接下来，就让我们来逐步的分析一下。

步骤一，首先排查硬件十分ok？

这个很简单，写一个GPIO拉高拉低的源码，来逐个验证一下这些IO口是否都是通的。代码如下所示：

 

  while (1)
  {
    /* code */
    check_state_on();
    HAL_Delay(1000);
    check_state_off();
    HAL_Delay(1000);
    mprintf("check pc12a loopback cnt is:%d \n\r",g_leds_cnt++);

  }

通过万用表来测量这些IO，假如是不通的，那就要检查一下IO硬件了。

步骤二，接下来，就要抛开文件系统，来查看一下sd卡是否能识别了。

这部分源码比较复杂，需要自己整理的，这里给出笔者整理出来的源码。

#define SD_TIMEOUT             ((uint32_t)0x00100000U) //等待时间
#define BLOCK_SIZE            512  //块的数目
#define NUMBER_OF_BLOCKS      50 //块的数据大小
#define MULTI_BUFFER_SIZE    (BLOCK_SIZE * NUMBER_OF_BLOCKS)

/**
  * @brief  数组匹配检测函数
  * @param  pBuffer1：发送数组；pBuffer2：接受数组；BufferLength：数组长度
  * @retval HAL_OK：匹配；HAL_ERROR：不匹配
  */
static HAL_StatusTypeDef Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint32_t BufferLength)
{
    while (BufferLength--)
    {
      if (*pBuffer1 != *pBuffer2)
      {
        return HAL_ERROR;
      }
      else{

        pBuffer1++;
        pBuffer2++;
      }
    }
    return HAL_OK;
} 

uint8_t Buffer_Block_Tx[512]={0};//写入数组
uint8_t Buffer_Block_Rx[512];//读取数组
uint8_t SD_save_ok=0;

uint32_t sd_status_one = 0;
uint32_t time_sd_1=0;
uint32_t time_sd_2=0;
uint16_t sd_test_ii=0;

void SD_SingleBlockTest_easy(void)
{

    for(sd_test_ii=0;sd_test_ii<512;sd_test_ii++)
    {    //对写入数组进行赋值
       Buffer_Block_Tx[sd_test_ii]=sd_test_ii%216;
    }

    sd_status_one =HAL_SD_WriteBlocks(&hsd1,(uint8_t *)Buffer_Block_Tx,0,1,0xfff);       //将写入数组写入SD卡中，0表示写入地址为0，1表示为写入1个扇区的数据

    if(sd_status_one == HAL_OK)
    {
        mprintf("write success \r\n");
    }
    else
    {
        mprintf("write failed status is:%d \r\n",sd_status_one);
    }

    for(sd_test_ii=0;sd_test_ii<512;sd_test_ii++)
    {   //对读取数组赋值
        Buffer_Block_Rx[sd_test_ii]=0;
    }

     sd_status_one =HAL_SD_ReadBlocks(&hsd1,(uint8_t *)Buffer_Block_Rx,0,1,0xfff);;   //读取SD卡数据，将数据存在读取数组中

     sd_status_one=Buffercmp(Buffer_Block_Tx,Buffer_Block_Rx,512); //写入数组和读取数组进行对比

     if(sd_status_one == HAL_OK)
     {
          mprintf("SD test ok!!\r\n");
     }
     else
     {
          mprintf("SD_test fail!\r\n " );
     }
}

/**
  * @brief  SD卡等待擦除完成函数
  * @param  无
  * @retval HAL_OK：擦除成功；HAL_ERROR：擦除失败
  */
static HAL_StatusTypeDef Wait_SDCARD_Ready(void)
{
    uint32_t loop = SD_TIMEOUT;

    while(loop > 0)
    {
      loop--;
      if(HAL_SD_GetCardState(&hsd1) == HAL_SD_CARD_TRANSFER)
      {
          return HAL_OK;
      }
    }
    return HAL_ERROR;
}

/* USER CODE BEGIN 1 */
/**
  * @brief  SD卡擦除测试
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void SD_EraseTest(void)
{
    HAL_StatusTypeDef Status = HAL_OK;
    HAL_StatusTypeDef EraseStatus = HAL_OK;
    if (Status == HAL_OK)
    {
        Status = HAL_SD_Erase(&hsd1, 0x00, (BLOCK_SIZE * NUMBER_OF_BLOCKS));// SD卡外设句柄、擦除的起始地址、擦除的结束地址
        //等待擦除完成
        if(Wait_SDCARD_Ready() != HAL_OK)
        {
            EraseStatus = HAL_ERROR;
        }
    }
    if(EraseStatus == HAL_OK)
    {
      mprintf("SD card efuse success \r\n");
    }
    else
    {
      mprintf("SD card efuse failed \n");
    }
}

/**
  * @brief SDMMC1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_SDMMC1_SD_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 0 */

  /* USER CODE END SDMMC1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 1 */

  /* USER CODE END SDMMC1_Init 1 */
  hsd1.Instance = SDMMC1;
  hsd1.Init.ClockEdge = SDMMC_CLOCK_EDGE_RISING;
  hsd1.Init.ClockPowerSave = SDMMC_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
  hsd1.Init.BusWide = SDMMC_BUS_WIDE_4B;
  hsd1.Init.HardwareFlowControl = SDMMC_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
  hsd1.Init.ClockDiv = 4;
  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 2 */

  if (HAL_SD_Init(&hsd1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  if(HAL_SD_GetCardState(&hsd1) == HAL_SD_CARD_TRANSFER)
  {
     mprintf("SD card init ok!\r\n\r\n");

     SD_EraseTest();  //SD卡擦除测试

     SD_SingleBlockTest_easy();//SD卡读写测试

  }
  else
  {
      mprintf("SD card init fail!\r\n" );
  }

  /* USER CODE END SDMMC1_Init 2 */

}

这部分是来检查sd卡能否读写的，绕过文件系统的。

通过测试，笔者发现是可以正常读写的，如下所示：

 

步骤三，接下来就要剑指文件系统了。肯定是这哪儿出了问题，具体怎么定位呢？由于文件系统比较复杂，接下来一章节继续分析吧。

三 总结

做bug定位，能做到化繁为简，这就成功了一半了。接下来，就是对知识点的掌握和对问题的深究能力了。