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【HAL库】STM32CubeMX开发----STM32F407----SD卡存储 SDIO通信DMA读写

news 2026/7/24 1:47:38

前言

关于SDIO和SD卡的基础信息，请参考：【HAL库】STM32CubeMX开发----STM32F407----SD卡存储 SDIO基础通信
本次主要介绍SDIO通过DMA读写SD卡数据，不占用CPU的运行时间。

一、使用STM32CubeMX----新建工程

步骤1：打开 STM32CubeMX 软件

具体STM32CubeMX界面如下：

步骤2：选择从MCU开始我的项目

步骤3：选择MCU芯片

我们本次实验选择STM32F407VET6芯片做MCU。

进入工程编辑，具体界面如下：

步骤4：设置烧写方式为 SWD模式

这一步必须选择一种烧写方式，否则烧写一次程序后，芯片中就没法再次烧写程序了。需要硬件重启才可以重新烧写程序。

STM32烧写程序连接方式详解

步骤5：设置时钟源

设置外部晶振为芯片系统时钟源。

步骤6：设置SDIO

Mode：选择SD的四线模式，即 SD 4 bits Wide bus.
参数部分：F4系列不用修改配置，默认即可。F103系列，需把时钟分频系数修改为 6，即SDIOCLK Clock divide factor这一项，由默认0改为6, 不然会通信失败。

步骤7：DMA配置

Add添加SDIO_RX，DMA功能，参数默认。

按照以上操作，添加SDIO_TX，DMA功能，参数默认。

勾选SDIO global interrupt

修改SDIO中断优先级，具体如下图：

步骤8：时钟配置

重点：箭头所指的Q值，它用于控制USB 、SDIO和随机数生成器的时钟，必须为48M。

步骤9：项目编辑

步骤10：代码生成编辑

步骤11：点击 GENERATE CODE 生成代码

新建的工程，已经生成，接下来就是对工程代码的编辑。

二、使用keil5----编辑程序

想要使用keil5打开工程，需要电脑先安装 keil5编译环境，具体操作流程。
可以点击下方文章链接：Keil5编译环境搭建流程----STM32和GD32

步骤1：使用keil5打开工程

点击工程文件中的MDK-ARM文件

打开keil5工程

打开代码，编译运行一下，没有错误和告警为正常。

步骤2：用户代码编辑位置

用户代码要写在USER xxxx BEGIN xxx和USER xxxx END xxx之间。
这样下次使用STM32CubeMX重新生成代码后，自己写的代码不会被删除。

步骤3：修改代码

CubeMX生成的SDIO初始化代码，有一个bug，需要手动修改，操作如下：

编译后，右击 main.c 文件中函数 MX_SDIO_SD_Init(),
在弹出菜单中：Go To Definition Of …; 将跳转到SD卡初始化函数;

跳转到 sdio.c文件的 MX_SDIO_SD_Init()函数内部后，
把下图位置中的 4B，改为 1B ；
重点：每次重新生成后，都要手动修改一次。如果不修改，初始化过程会导致程序卡死。

步骤4：使用到的HAL库函数

typedefstruct{uint32_tCardType;//SD卡类型uint32_tCardVersion;//SD卡版本uint32_tClass;//SD卡等级uint32_tRelCardAdd;//SD卡地址uint32_tBlockNbr;//SD卡容量(块)uint32_tBlockSize;//SD卡块大小(字节)}HAL_SD_CardInfoTypeDef;//SD卡信息结构体typedefuint32_tHAL_SD_CardStateTypeDef;//SD卡状态信息#defineHAL_SD_CARD_READY0x00000001U//SD卡状态准备就绪#defineHAL_SD_CARD_IDENTIFICATION0x00000002U//SD卡识别状态#defineHAL_SD_CARD_STANDBY0x00000003U//SD卡待机状态#defineHAL_SD_CARD_TRANSFER0x00000004U//SD卡传输状态#defineHAL_SD_CARD_SENDING0x00000005U//SD卡正在发送状态#defineHAL_SD_CARD_RECEIVING0x00000006U//SD卡正在接收状态#defineHAL_SD_CARD_PROGRAMMING0x00000007U//SD卡编程状态#defineHAL_SD_CARD_DISCONNECTED0x00000008U//SD卡断开连接状态#defineHAL_SD_CARD_ERROR0x000000FFU//SD卡响应状态// 1、获取 SD 卡的状态---参数：SD卡的句柄HAL_SD_CardStateTypeDefHAL_SD_GetCardState(SD_HandleTypeDef*hsd);// 2、获取 SD 卡的信息---参数：SD卡的句柄、SD卡信息HAL_StatusTypeDefHAL_SD_GetCardInfo(SD_HandleTypeDef*hsd,HAL_SD_CardInfoTypeDef*pCardInfo);//3、读数据---参数：SD卡的句柄、数据、块地址、块数量、超时msHAL_StatusTypeDefHAL_SD_ReadBlocks(SD_HandleTypeDef*hsd,uint8_t*pData,uint32_tBlockAdd,uint32_tNumberOfBlocks,uint32_tTimeout);//4、写数据---参数：SD卡的句柄、数据、块地址、块数量、超时msHAL_StatusTypeDefHAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef*hsd,uint8_t*pData,uint32_tBlockAdd,uint32_tNumberOfBlocks,uint32_tTimeout);//5、擦除数据---参数：SD卡的句柄、块起始地址、块结束地址HAL_StatusTypeDefHAL_SD_Erase(SD_HandleTypeDef*hsd,uint32_tBlockStartAdd,uint32_tBlockEndAdd);//6、通过DMA读取数据---参数：SD句柄、数据、块起始地址、需要读取的块数量;HAL_StatusTypeDefHAL_SD_ReadBlocks_DMA(SD_HandleTypeDef*hsd,uint8_t*pData,uint32_tBlockAdd,uint32_tNumberOfBlocks);//7、通过DMA写入数据---参数：SD句柄、数据、块起始地址、需要写入的块数量;HAL_StatusTypeDefHAL_SD_WriteBlocks_DMA(SD_HandleTypeDef*hsd,uint8_t*pData,uint32_tBlockAdd,uint32_tNumberOfBlocks);//8、DMA Tx发送传输完成中断回调函数---参数：SD句柄voidHAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef*hsd);//9、DMA Rx接收传输完成中断回调函数---参数：SD句柄voidHAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef*hsd);

三、使用keil5----调试和运行

主要使用串口1通过printf函数打印运行数据，这部分操作主要参考：【HAL库】STM32CubeMX开发----STM32F407----Uart串口通信实验

实验：SD卡-DMA读写数据

在初始化的时候，调用SD卡-写数据，写入数据到SD卡，然后在运行时周期读取SD卡数据。

SD卡-DMA收发中断回调函数

volatileuint8_tmyFlagSDReadReady=0;// 读取传输完成标志; 重要：CubeMX生成的Keil工程，编译优化等级默认是3，如果变量没有标记为易变的（volatile），编译器可能会认为其值在循环中不会改变，从而导致优化后的代码无法正确检测到变量值的变化，特别是在空循环体中。volatileuint8_tmyFlagSDWriteReady=0;// 写入传输完成标志; 重要：CubeMX生成的Keil工程，编译优化等级默认是3，如果变量没有标记为易变的（volatile），编译器可能会认为其值在循环中不会改变，从而导致优化后的代码无法正确检测到变量值的变化，特别是在空循环体中。/*DMA Tx传输完成中断回调函数*/voidHAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef*hsd){myFlagSDWriteReady=1;// 写入传输完成标志; 重要：CubeMX生成的Keil工程，编译优化等级默认是3，如果变量没有标记为易变的（volatile），编译器可能会认为其值在循环中不会改变，从而导致优化后的代码无法正确检测到变量值的变化，特别是在空循环体中。}/*DMA Rx传输完成中断回调函数*/voidHAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef*hsd){myFlagSDReadReady=1;// 读取传输完成标志; 重要：CubeMX生成的Keil工程，编译优化等级默认是3，如果变量没有标记为易变的（volatile），编译器可能会认为其值在循环中不会改变，从而导致优化后的代码无法正确检测到变量值的变化，特别是在空循环体中。}

SD卡-DMA读数据

voidUser_SD_ReadData_DMA(void){/*读测试：读出测试位置原数据，保存在ReadData[] */uint8_tReadData[1024]={0};printf("\r读取测试块的原数据\r\n");myFlagSDReadReady=0;HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd,ReadData,8,2);// 读SD卡数据块; 参数：SD结构体、数据、块起始地址、读的块数量;while(myFlagSDReadReady==0);// 等待卡的读操作结束for(uint32_ti=0;i<1024;i++)// 打印 原数据{printf("%X ",ReadData[i]);}printf("\r\n");}

SD卡-DMA写数据

voidUser_SD_WriteData_DMA(void){/* 写测试：在测试的块上写入数据 */uint8_tWriteData[1024]={0};for(uint32_ti=0;i<1024;i++){WriteData[i]=1024-i;}printf("\rSD卡 写入测试\r\n");myFlagSDWriteReady=0;HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd,WriteData,8,2);// 向SD卡写入数据块; 参数：SD结构体、数据地址、块起始地址、写入的块数量、超时时间;while(myFlagSDWriteReady==0);// 等待卡的读写操作结束printf("对指定块写入结束! \r写入的数据是：\n");for(uint32_ti=0;i<1024;i++)// 打印 写入的数据{printf("%X ",WriteData[i]);}printf("\r\n");}