stm32F103RCT6 SD卡 SPI 通信 程序

以下是一个简单的 STM32F103RCT6 与 SD 卡之间进行 SPI 通信的程序示例：

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_spi.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"

#define CS_LOW()    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12)
#define CS_HIGH()   GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12)

#define CMD0        0x40    // 0x40+0 = 0x40
#define CMD8        0x48    // 0x40+8 = 0x48
#define CMD17       0x51    // 0x40+17 = 0x51
#define CMD24       0x58    // 0x40+24 = 0x58
#define CMD55       0x77    // 0x40+55 = 0x77
#define ACMD41      0x69    // 0x40+41 = 0x69

void delay_us(uint32_t us)
{
    uint32_t i, j;

    for (i = 0; i < us; i++) {
        for (j = 0; j < 8; j++) {
            __NOP();
        }
    }
}

void spi_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

    SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

uint8_t spi_sendbyte(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t byte)
{
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    SPI_I2S_SendData(SPIx, byte);
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
}

uint8_t send_command(uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t crc)
{
    uint8_t i, response;

    CS_LOW();
    spi_sendbyte(SPI1, cmd | 0x40);
    spi_sendbyte(SPI1, arg >> 24);
    spi_sendbyte(SPI1, arg >> 16);
    spi_sendbyte(SPI1, arg >> 8);
    spi_sendbyte(SPI1, arg);
    spi_sendbyte(SPI1, crc);
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        response = spi_sendbyte(SPI1, 0xFF);
        if (!(response & 0x80)) {
            break;
        }
    }
    CS_HIGH();
    return response;
}

uint8_t sd_init(void)
{
    uint8_t i, response;
    uint32_t retry;

    spi_init();
    CS_HIGH();
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        spi_sendbyte(SPI1, 0xFF);
    }

    // CMD0: Reset
    retry = 0;
    do {
        response = send_command(CMD0, 0, 0x95);
        retry++;
    } while ((response != 0x01) && (retry < 0x20));
    if (retry == 0x20) {
        return 1;
    }

    // CMD8: Send interface condition
    response = send_command(CMD8, 0x1AA, 0x87);
    if (response == 0x01) {
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            response = spi_sendbyte(SPI1, 0xFF);
        }
        if ((response & 0x0F) != 0x01) {
            return 1;
        }
    }

    // ACMD41: Send operation condition
    retry = 0;
    do {
        response = send_command(CMD55, 0, 0x65);
        response = send_command(ACMD41, 0x40000000, 0xE5);
        retry++;
    } while ((response != 0x00) && (retry < 0x20));
    if (retry == 0x20) {
        return 1;
    }

    // CMD58: Read OCR
    response = send_command(CMD58, 0, 0xFD);
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        spi_sendbyte(SPI1, 0xFF);
    }

    CS_HIGH();
    return 0;
}

int main(void)
{
    sd_init();

    while (1) {
        // TODO: Do something with the SD card
    }
}

上述示例程序中定义了一些常量和函数，其中：

- `CS_LOW()` 和 `CS_HIGH()` 函数用于使能和禁止 SD 卡的片选信号；
- `CMD0`、`CMD8`、`CMD17`、`CMD24`、`CMD55` 和 `ACMD41` 常量分别表示 SD 卡的若干命令；
- `delay_us()` 函数用于产生微秒级的延时；
- `spi_init()` 函数用于初始化 SPI 外设；
- `spi_sendbyte()` 函数用于向 SPI 外设发送一个字节，并返回接收到的字节；
- `send_command()` 函数用于向 SD 卡发送一个命令，并返回响应结果；
- `sd_init()` 函数用于初始化 SD 卡并检测其是否可用。

在 `main()` 函数中，首先调用 `sd_init()` 函数来初始化 SD 卡和 SPI 外设，然后进入一个死循环，可在其中执行 SD 卡读写操作等操作。