基于嵌入式ARM的SD卡的读写.

摘要

SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。本实训的作品是利用基于ARM Cotex-M3内核的嵌入式处理器STM32自带的SDIO硬件接口来驱动SD卡，并结合文件系统 FATFS R0.07C来完成一个基于嵌入式ARM的SD卡读写的作品，现实向SD 卡写入一个txt文件，并读取SD卡的文件目标并通过串口打印到PC机显示。

关键词：嵌入式；ARM；STM32；SD卡；文件系统

Abstract

SD Card (Secure Digital Memory Card) Chinese translation for Secure Digital Card, it is a kind of based on semiconductor flash Memory of a new generation of Memory device, it is widely used in portable devices, such as Digital cameras, personal Digital assistant (PDA) and multimedia player, etc. This training work is based on ARM Cotex - M3 kernel embedded processor STM32 own SDIO hardware interface to drive the SD card, and combined with the file system FATFS R0.07 C to complete a based on embedded ARM of the SD card, speaking, reading and writing work, reality to SD card to a TXT file, and read SD card file goals and through the serial port print to PC display.

Key words：embedded;ARM;STM32; SD Card; File system

目录

1 前言 (1)

1.1ARM应用背景 (1)

1.2研究内容 (2)

1.3研究成果 (3)

2 STM32处理器概述 (3)

2.1STM32简介 (3)

2.1.1 STM32F103VET6的参数 (4)

2.2内部资源 (6)

2.3C ORTEX-M3内核简介 (6)

2.4STM32SDIO简介 (7)

2.4.1 SDIO简介 (7)

2.4.2 SDIO功能特性 (8)

3 SDIO的原理及实现方法 (8)

3.1原理 (9)

3.2SDIO适配器 (10)

3.3SDIO卡识别过程 (11)

3.4SDIO写数据块 (12)

3.5SDIO读数据块 (13)

4 FATFS文件系统 (13)

4.1F A T FS文件系统简介 (13)

4.2F A T FS文件系统移植 (14)

4.2.1移植前工作 (14)

4.2.2开始移植 (14)

5 测试及结果 (15)

5.1JTAG仿真器介绍 (16)

5.2现象及结果 (16)

6 结论 (18)

致谢 (19)

参考文献 (20)

1 前言

1.1 ARM应用背景

如今，学习一种处理器的就有许多ARM内核的处理器可供使用，现在社会已步入嵌入式学习阶段。在嵌入式领域，8位处理器已经不再胜任一些复杂的应用，比如GUI，TCP/IP，FILESYSTEM等，而ARM芯片凭借强大的处理能力和极低的功耗，非常适合这些场合。现在越来越多的产品在选型的时候考虑到使用ARM处理器，ARM的应用是相当的广泛。

ARM的嵌入式控制应用如：汽车、电子设备、保安设备、大容量存储器、调制解调器、打印机等。一个典型的ARM嵌入式工业控制系统的功能模块如图1-1所示。

图1-1 ARM嵌入式工业控制系统的功能模块

目前已有超过85％的无线通信设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。ARM在此方面的应用如：手提式计算机、移动电话、PDA等。

随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上进行了优化，并获得广泛支持。

ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒、游戏机、数码相机、数字式电视机、GPS、机顶盒中得到广泛采用。现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术，手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。如图1-2所示是基于ARM技术的数码相机的功能模块[9]。

1.2 研究内容

本设计旨在加深对ARM的学习，巩固大学四年所学专业知识，提升动手能力和思考问题解决问题的能力。本设计选择意法半导体的STM32F103系列处理器，通过自制STM32开发板的过程，和对STM32F103C8T6芯片的研究学习，掌握其各种外设功能。

STM32F103VET6具有一个SDIO接口。SD/SDIO/MMC主机接口可以支持MMC卡系统规范4.2版中的3个不同的数据总线模式：1位(默认)、4位和8位。在8位模式下，该接口可以使数据传输速率达到48MHz，该接口兼容SD存储卡规范2.0版。SDIO 存储卡规范2.0版支持两种数据总线模式：1位(默认)和4位。

目前的芯片版本只能一次支持一个SD/SDIO/MMC 4.2版的卡，但可以同时支持多个MMC 4.1版或之前版本的卡。除了SD/SDIO/MMC，这个接口完全与CE-ATA 数字协议版本1.1兼容。

本实训的作品是利用基于ARM Cotex-M3内核的嵌入式处理器STM32自带的SDIO硬件接口来驱动SD卡，并结合文件系统 FATFS R0.07C来完成一个基于嵌入式ARM的SD卡读写的作品，现实向SD卡写入一个txt文件，并读取SD卡的文件目标并通过串口打印到PC机显示。

本文第一章讲述了该论文写作背景，主要阐述了ARM应用范畴，以及该论文研究的内容；第二章讲述了该研究课题使用的核心芯片STM32F103VET6的各项参