spi sd driver

SPI SD驱动是一种用于控制SD卡的驱动程序。SD卡是一种流行的可移动存储设备，常用于嵌入式系统和消费电子设备。

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，它是一种通信协议，用于在微控制器或微处理器与外设之间进行通信。SPI SD驱动利用SPI协议与SD卡进行通信，通过发送和接收指令和数据来读取和写入SD卡上的数据。

SPI SD驱动通常由以下几个部分组成：

1. 初始化：驱动程序会初始化SPI接口和SD卡，包括设置SPI时钟速度、配置SPI接口的模式和极性，并对SD卡进行初始化。这可以确保SD卡正常工作，并与主控设备建立起通信。

2. 指令发送：驱动程序会根据需要发送各种不同的指令，例如读取数据、写入数据、擦除数据等。这些指令以特定的格式发送到SD卡，以便SD卡能够正确执行相应的操作。

3. 数据读写：驱动程序负责接收和发送数据。当需要从SD卡上读取数据时，驱动程序将接收SD卡返回的数据；当需要向SD卡写入数据时，驱动程序将发送数据到SD卡。

4. 错误处理：如果在通信过程中发生错误，驱动程序会处理这些错误，例如重新发送指令或进行错误标记。这可以确保数据的完整性和正确性。

通过SPI SD驱动，主控设备可以方便地与SD卡进行通信，读取和写入数据。SPI SD驱动广泛应用于各种嵌入式系统和消费电子设备中，包括智能手机、数码相机、嵌入式单板电脑等。

相关问题

生成SPI驱动的SD卡的代码

以下是一个基本的SPI驱动程序，可用于SD卡的读/写：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/gpio.h"

// SPI总线的引脚定义
#define PIN_NUM_MISO 25  // MasterIn SlaveOut
#define PIN_NUM_MOSI 23  // MasterOut SlaveIn
#define PIN_NUM_CLK  19  // 时钟
#define PIN_NUM_CS   22  // 片选

// SD卡命令定义
#define CMD_GO_IDLE_STATE      0x00
#define CMD_SEND_OP_COND       0x01
#define CMD_SEND_IF_COND       0x08
#define CMD_SEND_CSD           0x09
#define CMD_SEND_CID           0x0A
#define CMD_STOP_TRANSMISSION  0x0C
#define CMD_SEND_STATUS        0x0D
#define CMD_SET_BLOCKLEN       0x10
#define CMD_READ_SINGLE_BLOCK  0x11
#define CMD_WRITE_BLOCK        0x18
#define CMD_APP_CMD            0x37
#define CMD_READ_OCR           0x3A

// SD卡响应标志定义
#define R1_IDLE_STATE          0x01
#define R1_ILLEGAL_COMMAND     0x04
#define R1_CRC_ERROR           0x08
#define R1_ERASE_SEQUENCE_ERROR 0x10
#define R1_ADDRESS_ERROR       0x20
#define R1_PARAMETER_ERROR     0x40

// SD卡状态标志定义
#define STATUS_READY           0x00
#define STATUS_IDLE            0x01
#define STATUS_ERASE_RESET     0x02
#define STATUS_ILLEGAL_COMMAND 0x04
#define STATUS_CRC_ERROR       0x08
#define STATUS_ERASE_SEQUENCE_ERROR 0x10
#define STATUS_ADDRESS_ERROR   0x20
#define STATUS_PARAMETER_ERROR 0x40
#define STATUS_APP_CMD         0x80

// 定义SPI总线句柄
static spi_device_handle_t spi;

// 初始化SPI总线
static void spi_init(void)
{
    esp_err_t ret;

    // 配置SPI总线参数
    spi_bus_config_t buscfg = {
        .miso_io_num = PIN_NUM_MISO,
        .mosi_io_num = PIN_NUM_MOSI,
        .sclk_io_num = PIN_NUM_CLK,
        .quadwp_io_num = -1,
        .quadhd_io_num = -1,
        .max_transfer_sz = 4096,
    };

    // 初始化SPI总线
    ret = spi_bus_initialize(VSPI_HOST, &buscfg, 1);
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    // 配置SPI设备参数
    spi_device_interface_config_t devcfg = {
        .mode = 0, // SPI模式0
        .clock_speed_hz = 400000, // 时钟频率400kHz
        .spics_io_num = PIN_NUM_CS, // 片选引脚
        .queue_size = 1,
    };

    // 添加SPI设备
    ret = spi_bus_add_device(VSPI_HOST, &devcfg, &spi);
    ESP_ERROR_CHECK(ret);
}

// 发送SD卡命令
static uint8_t sdcard_cmd(uint8_t cmd, uint32_t arg)
{
    uint8_t buf[6];
    memset(buf, 0, sizeof(buf));

    // 构造命令
    buf[0] = cmd | 0x40;
    buf[1] = (uint8_t)(arg >> 24);
    buf[2] = (uint8_t)(arg >> 16);
    buf[3] = (uint8_t)(arg >> 8);
    buf[4] = (uint8_t)arg;
    buf[5] = 0x95;

    // 发送命令
    spi_transaction_t t = {
        .length = 48,
        .tx_buffer = buf,
        .flags = SPI_TRANS_USE_TXDATA,
    };
    spi_device_transmit(spi, &t);

    // 接收响应
    uint8_t response;
    t.length = 8;
    t.rx_buffer = &response;
    spi_device_transmit(spi, &t);

    return response;
}

// 初始化SD卡
static bool sdcard_init(void)
{
    uint8_t response;
    uint32_t i;
    bool success = false;

    // 发送CMD0命令，使SD卡进入空闲状态
    for (i = 0; i < 10; ++i) {
        response = sdcard_cmd(CMD_GO_IDLE_STATE, 0);
        if (response == R1_IDLE_STATE) {
            success = true;
            break;
        }
    }
    if (!success) {
        return false;
    }

    // 发送CMD8命令，检测SD卡是否支持高容量
    response = sdcard_cmd(CMD_SEND_IF_COND, 0x1AA);
    if (response != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // 发送ACMD41命令，激活SD卡
    for (i = 0; i < 10; ++i) {
        response = sdcard_cmd(CMD_APP_CMD, 0);
        if (response != R1_IDLE_STATE) {
            continue;
        }
        response = sdcard_cmd(CMD_SEND_OP_COND, 0x40000000);
        if (response == R1_IDLE_STATE) {
            success = true;
            break;
        }
    }
    if (!success) {
        return false;
    }

    // 发送CMD58命令，读取SD卡OCR
    response = sdcard_cmd(CMD_READ_OCR, 0);
    if (response != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // SD卡初始化成功
    return true;
}

// 读取指定扇区的数据
static bool sdcard_read_block(uint32_t sector, uint8_t *buffer)
{
    uint8_t response;
    uint32_t i;

    // 发送CMD17命令，读取单个扇区
    response = sdcard_cmd(CMD_READ_SINGLE_BLOCK, sector << 9);
    if (response != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // 接收数据
    spi_transaction_t t = {
        .rxlength = 512*8,
        .rx_buffer = buffer,
    };
    spi_device_transmit(spi, &t);

    // 读取响应
    for (i = 0; i < 8; ++i) {
        spi_device_transmit(spi, &t);
    }

    // 检查响应
    if ((response = sdcard_cmd(CMD_SEND_STATUS, 0)) != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }
    if ((response = sdcard_cmd(CMD_STOP_TRANSMISSION, 0)) != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // 读取成功
    return true;
}

// 写入数据到指定扇区
static bool sdcard_write_block(uint32_t sector, const uint8_t *buffer)
{
    uint8_t response;
    uint32_t i;

    // 发送CMD24命令，写入单个扇区
    response = sdcard_cmd(CMD_WRITE_BLOCK, sector << 9);
    if (response != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // 发送数据
    spi_transaction_t t = {
        .length = 512*8,
        .tx_buffer = buffer,
    };
    spi_device_transmit(spi, &t);

    // 发送CRC
    uint8_t crc[2] = { 0xFF, 0xFF };
    t.length = 16;
    t.tx_buffer = crc;
    spi_device_transmit(spi, &t);

    // 读取响应
    for (i = 0; i < 8; ++i) {
        spi_device_transmit(spi, &t);
    }

    // 检查响应
    if ((response = sdcard_cmd(CMD_SEND_STATUS, 0)) != R1_IDLE_STATE) {
        return false;
    }

    // 写入成功
    return true;
}

这只是一个基本的SPI驱动程序，需要根据实际情况进行修改和完善。具体的SD卡操作流程和命令可以参考SD卡规范。

ESP32-IDF 逐行读写SD卡数据代码

以下是ESP32-IDF逐行读写SD卡数据的参考代码：

#include <stdio.h>
#include "esp_vfs_fat.h"
#include "driver/sdmmc_host.h"
#include "driver/sdspi_host.h"
#include "sdmmc_cmd.h"

#define PIN_NUM_MISO 2
#define PIN_NUM_MOSI 15
#define PIN_NUM_CLK  14
#define PIN_NUM_CS   13

void app_main(void)
{
    esp_err_t ret;
    sdmmc_card_t* card;
    FILE* f;

    sdmmc_host_t host = SDSPI_HOST_DEFAULT();
    sdspi_slot_config_t slot_config = SDSPI_SLOT_CONFIG_DEFAULT();
    slot_config.gpio_miso = PIN_NUM_MISO;
    slot_config.gpio_mosi = PIN_NUM_MOSI;
    slot_config.gpio_sck  = PIN_NUM_CLK;
    slot_config.gpio_cs   = PIN_NUM_CS;
    ret = spi_bus_initialize(host.slot, &host.bus_config, slot_config.slot);
    assert(ret == ESP_OK);
    ret = esp_vfs_fat_sdspi_mount("/sdcard", &host, &slot_config, &card);
    assert(ret == ESP_OK);

    // 打开文件
    f = fopen("/sdcard/hello.txt", "w");
    if (f == NULL) {
        printf("Failed to open file for writing\n");
        return;
    }
    fprintf(f, "Hello World!\n");
    fclose(f);

    // 重新打开文件以进行读取
    f = fopen("/sdcard/hello.txt", "r");
    if (f == NULL) {
        printf("Failed to open file for reading\n");
        return;
    }
    char line[128];
    while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
        printf("%s", line);
    }
    fclose(f);

    // 卸载SD卡
    esp_vfs_fat_sdspi_unmount();
}

这个例子使用SD卡的SPI接口进行读写操作。在例子中，我们首先初始化SPI总线，然后挂载SD卡文件系统。我们可以使用fopen和fprintf函数向SD卡中写入文件，也可以使用fgets函数读取文件内容。最后，我们使用esp_vfs_fat_sdspi_unmount函数卸载SD卡。