转自：http://blog.csdn.net/ming1006/article/details/7283689

上一篇文章已经介绍了Micro SD卡SPI模式的实现方法，这里给出自己写的基于nios ii的Micro SD卡读写程序（IO口模拟spi）。

硬件设计就不多说了，主要是添加4的1为PIO口来模拟SPI的CS、SCLK、MISO和MOSI。

以下是代码：

头文件SD_spi_solution.h

[cpp]  view plain copy print ?
  1. #ifndef SD_SPI_SOLUTION_H_
  2. #define SD_SPI_SOLUTION_H_
  3. #include<system.h>
  4. #include<alt_types.h>
  5. #include<altera_avalon_pio_regs.h>
  6. #define CMD0    0   /* GO_IDLE_STATE */
  7. #define CMD55   55  /* APP_CMD */
  8. #define ACMD41  41  /* SEND_OP_COND (ACMD) */
  9. #define CMD1    1   /* SEND_OP_COND */
  10. #define CMD17   17  /* READ_SINGLE_BLOCK */
  11. #define CMD8    8   /* SEND_IF_COND */
  12. #define CMD18   18  /* READ_MULTIPLE_BLOCK */
  13. #define CMD12   12  /* STOP_TRANSMISSION */
  14. #define CMD24   24  /* WRITE_BLOCK */
  15. #define CMD25   25  /* WRITE_MULTIPLE_BLOCK */
  16. #define CMD13   13  /* SEND_STATUS */
  17. #define CMD9    9   /* SEND_CSD */
  18. #define CMD10   10  /* SEND_CID */
  19. #define CSD     9
  20. #define CID     10
  21. //delay 1us（actually not，it maybe is several us，I don't test it）
  22. void usleep(alt_u8 i);
  23. //set CS low
  24. void CS_Enable();
  25. //set CS high and send 8 clocks
  26. void CS_Disable();
  27. //write a byte
  28. void SDWriteByte(alt_u8 data);
  29. //read a byte
  30. alt_u8 SDReadByte();
  31. //send a command and send back the response
  32. alt_u8  SDSendCmd(alt_u8 cmd,alt_u32 arg,alt_u8 crc);
  33. //reset SD card
  34. alt_u8 SDReset();
  35. //initial SD card
  36. alt_u8 SDInit();
  37. //read a single sector
  38. alt_u8 SDReadSector(alt_u32 addr,alt_u8 * buffer);
  39. //read multiple sectors
  40. alt_u8 SDReadMultiSector(alt_u32 addr,alt_u8 sector_num,alt_u8 * buffer);
  41. //write a single sector
  42. alt_u8 SDWriteSector(alt_u32 addr,alt_u8 * buffer);
  43. //write multiple sectors
  44. alt_u8 SDWriteMultiSector(alt_u32 addr,alt_u8 sector_num,alt_u8 * buffer);
  45. //get CID or CSD
  46. alt_u8 SDGetCIDCSD(alt_u8 cid_csd,alt_u8 * buffer);
  47. //spi speed（0-255），0 is fastest
  48. alt_u8 spi_speed;
  49. #endif /* SD_SPI_SOLUTION_H_ */

源文件SD_spi_Solution.c

[cpp]  view plain copy print ?
  1. #include"SD_spi_Solution.h"
  2. alt_u8 spi_speed = 10;//the spi speed(0-255),0 is fastest
  3. //delay 1us（actually not，it maybe is several us，I don't test it）
  4. void usleep(alt_u8 i)
  5. {
  6. while(i --);
  7. }
  8. //set CS low
  9. void CS_Enable()
  10. {
  11. //set CS low
  12. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(CS_BASE, 0x00);
  13. }
  14. //set CS high and send 8 clocks
  15. void CS_Disable()
  16. {
  17. //set CS high
  18. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(CS_BASE, 0x01);
  19. //send 8 clocks
  20. SDWriteByte(0xff);
  21. }
  22. //write a byte
  23. void SDWriteByte(alt_u8 data)
  24. {
  25. alt_u8 i;
  26. //write 8 bits(MSB)
  27. for(i = 0;i < 8;i ++)
  28. {
  29. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCLK_BASE, 0x00);
  30. usleep(spi_speed);
  31. if(data & 0x80) IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(DI_BASE, 0x01);
  32. else IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(DI_BASE, 0x00);
  33. data <<= 1;
  34. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCLK_BASE, 0x01);
  35. usleep(spi_speed);
  36. }
  37. //when DI is free,it should be set high
  38. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(DI_BASE, 0x01);
  39. }
  40. //read a byte
  41. alt_u8 SDReadByte()
  42. {
  43. alt_u8 data = 0x00,i;
  44. //read 8 bit(MSB)
  45. for(i = 0;i < 8;i ++)
  46. {
  47. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCLK_BASE, 0x00);
  48. usleep(spi_speed);
  49. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCLK_BASE, 0x01);
  50. data <<= 1;
  51. if(IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(DO_BASE)) data |= 0x01;
  52. usleep(spi_speed);
  53. }
  54. return data;
  55. }
  56. //send a command and send back the response
  57. alt_u8  SDSendCmd(alt_u8 cmd,alt_u32 arg,alt_u8 crc)
  58. {
  59. alt_u8 r1,time = 0;
  60. //send the command,arguments and CRC
  61. SDWriteByte((cmd & 0x3f) | 0x40);
  62. SDWriteByte(arg >> 24);
  63. SDWriteByte(arg >> 16);
  64. SDWriteByte(arg >> 8);
  65. SDWriteByte(arg);
  66. SDWriteByte(crc);
  67. //read the respond until responds is not '0xff' or timeout
  68. do{
  69. r1 = SDReadByte();
  70. time ++;
  71. //if time out,return
  72. if(time > 254) break;
  73. }while(r1 == 0xff);
  74. return r1;
  75. }
  76. //reset SD card
  77. alt_u8 SDReset()
  78. {
  79. alt_u8 i,r1,time = 0;
  80. //set CS high
  81. CS_Disable();
  82. //send 128 clocks
  83. for(i = 0;i < 16;i ++)
  84. {
  85. SDWriteByte(0xff);
  86. }
  87. //set CS low
  88. CS_Enable();
  89. //send CMD0 till the response is 0x01
  90. do{
  91. r1 = SDSendCmd(CMD0,0,0x95);
  92. time ++;
  93. //if time out,set CS high and return r1
  94. if(time > 254)
  95. {
  96. //set CS high and send 8 clocks
  97. CS_Disable();
  98. return r1;
  99. }
  100. }while(r1 != 0x01);
  101. //set CS high and send 8 clocks
  102. CS_Disable();
  103. return 0;
  104. }
  105. //initial SD card(send CMD55+ACMD41 or CMD1)
  106. alt_u8 SDInit()
  107. {
  108. alt_u8 r1,time = 0;
  109. //set CS low
  110. CS_Enable();
  111. //check interface operating condition
  112. r1 = SDSendCmd(CMD8,0x000001aa,0x87);
  113. //if support Ver1.x,but do not support Ver2.0,set CS high and return r1
  114. if(r1 == 0x05)
  115. {
  116. //set CS high and send 8 clocks
  117. CS_Disable();
  118. return r1;
  119. }
  120. //read the other 4 bytes of response(the response of CMD8 is 5 bytes)
  121. r1=SDReadByte();
  122. r1=SDReadByte();
  123. r1=SDReadByte();
  124. r1=SDReadByte();
  125. do{
  126. //send CMD55+ACMD41 to initial SD card
  127. do{
  128. r1 = SDSendCmd(CMD55,0,0xff);
  129. time ++;
  130. //if time out,set CS high and return r1
  131. if(time > 254)
  132. {
  133. //set CS high and send 8 clocks
  134. CS_Disable();
  135. return r1;
  136. }
  137. }while(r1 != 0x01);
  138. r1 = SDSendCmd(ACMD41,0x40000000,0xff);
  139. //send CMD1 to initial SD card
  140. //r1 = SDSendCmd(CMD1,0x00ffc000,0xff);
  141. time ++;
  142. //if time out,set CS high and return r1
  143. if(time > 254)
  144. {
  145. //set CS high and send 8 clocks
  146. CS_Disable();
  147. return r1;
  148. }
  149. }while(r1 != 0x00);
  150. //set CS high and send 8 clocks
  151. CS_Disable();
  152. return 0;
  153. }
  154. //read a single sector
  155. alt_u8 SDReadSector(alt_u32 addr,alt_u8 * buffer)
  156. {
  157. alt_u8 r1;
  158. alt_u16 i,time = 0;
  159. //set CS low
  160. CS_Enable();
  161. //send CMD17 for single block read
  162. r1 = SDSendCmd(CMD17,addr << 9,0x55);
  163. //if CMD17 fail,return
  164. if(r1 != 0x00)
  165. {
  166. //set CS high and send 8 clocks
  167. CS_Disable();
  168. return r1;
  169. }
  170. //continually read till get the start byte 0xfe
  171. do{
  172. r1 = SDReadByte();
  173. time ++;
  174. //if time out,set CS high and return r1
  175. if(time > 30000)
  176. {
  177. //set CS high and send 8 clocks
  178. CS_Disable();
  179. return r1;
  180. }
  181. }while(r1 != 0xfe);
  182. //read 512 Bits of data
  183. for(i = 0;i < 512;i ++)
  184. {
  185. buffer[i] = SDReadByte();
  186. }
  187. //read two bits of CRC
  188. SDReadByte();
  189. SDReadByte();
  190. //set CS high and send 8 clocks
  191. CS_Disable();
  192. return 0;
  193. }
  194. //read multiple sectors
  195. alt_u8 SDReadMultiSector(alt_u32 addr,alt_u8 sector_num,alt_u8 * buffer)
  196. {
  197. alt_u16 i,time = 0;
  198. alt_u8 r1;
  199. //set CS low
  200. CS_Enable();
  201. //send CMD18 for multiple blocks read
  202. r1 = SDSendCmd(CMD18,addr << 9,0xff);
  203. //if CMD18 fail,return
  204. if(r1 != 0x00)
  205. {
  206. //set CS high and send 8 clocks
  207. CS_Disable();
  208. return r1;
  209. }
  210. //read sector_num sector
  211. do{
  212. //continually read till get start byte
  213. do{
  214. r1 = SDReadByte();
  215. time ++;
  216. //if time out,set CS high and return r1
  217. if(time > 30000 || ((r1 & 0xf0) == 0x00 && (r1 & 0x0f)))
  218. {
  219. //set CS high and send 8 clocks
  220. CS_Disable();
  221. return r1;
  222. }
  223. }while(r1 != 0xfe);
  224. time = 0;
  225. //read 512 Bits of data
  226. for(i = 0;i < 512;i ++)
  227. {
  228. *buffer ++ = SDReadByte();
  229. }
  230. //read two bits of CRC
  231. SDReadByte();
  232. SDReadByte();
  233. }while( -- sector_num);
  234. time = 0;
  235. //stop multiple reading
  236. r1 = SDSendCmd(CMD12,0,0xff);
  237. //set CS high and send 8 clocks
  238. CS_Disable();
  239. return 0;
  240. }
  241. //write a single sector
  242. alt_u8 SDWriteSector(alt_u32 addr,alt_u8 * buffer)
  243. {
  244. alt_u16 i,time = 0;
  245. alt_u8 r1;
  246. //set CS low
  247. CS_Enable();
  248. do{
  249. do{
  250. //send CMD24 for single block write
  251. r1 = SDSendCmd(CMD24,addr << 9,0xff);
  252. time ++;
  253. //if time out,set CS high and return r1
  254. if(time > 254)
  255. {
  256. //set CS high and send 8 clocks
  257. CS_Disable();
  258. return r1;
  259. }
  260. }while(r1 != 0x00);
  261. time = 0;
  262. //send some dummy clocks
  263. for(i = 0;i < 5;i ++)
  264. {
  265. SDWriteByte(0xff);
  266. }
  267. //write start byte
  268. SDWriteByte(0xfe);
  269. //write 512 bytes of data
  270. for(i = 0;i < 512;i ++)
  271. {
  272. SDWriteByte(buffer[i]);
  273. }
  274. //write 2 bytes of CRC
  275. SDWriteByte(0xff);
  276. SDWriteByte(0xff);
  277. //read response
  278. r1 = SDReadByte();
  279. time ++;
  280. //if time out,set CS high and return r1
  281. if(time > 254)
  282. {
  283. //set CS high and send 8 clocks
  284. CS_Disable();
  285. return r1;
  286. }
  287. }while((r1 & 0x1f)!= 0x05);
  288. time = 0;
  289. //check busy
  290. do{
  291. r1 = SDReadByte();
  292. time ++;
  293. //if time out,set CS high and return r1
  294. if(time > 60000)
  295. {
  296. //set CS high and send 8 clocks
  297. CS_Disable();
  298. return r1;
  299. }
  300. }while(r1 != 0xff);
  301. //set CS high and send 8 clocks
  302. CS_Disable();
  303. return 0;
  304. }
  305. //write several blocks
  306. alt_u8 SDWriteMultiSector(alt_u32 addr,alt_u8 sector_num,alt_u8 * buffer)
  307. {
  308. alt_u16 i,time = 0;
  309. alt_u8 r1;
  310. //set CS low
  311. CS_Enable();
  312. //send CMD25 for multiple block read
  313. r1 = SDSendCmd(CMD25,addr << 9,0xff);
  314. //if CMD25 fail,return
  315. if(r1 != 0x00)
  316. {
  317. //set CS high and send 8 clocks
  318. CS_Disable();
  319. return r1;
  320. }
  321. do{
  322. do{
  323. //send several dummy clocks
  324. for(i = 0;i < 5;i ++)
  325. {
  326. SDWriteByte(0xff);
  327. }
  328. //write start byte
  329. SDWriteByte(0xfc);
  330. //write 512 byte of data
  331. for(i = 0;i < 512;i ++)
  332. {
  333. SDWriteByte(*buffer ++);
  334. }
  335. //write 2 byte of CRC
  336. SDWriteByte(0xff);
  337. SDWriteByte(0xff);
  338. //read response
  339. r1 = SDReadByte();
  340. time ++;
  341. //if time out,set CS high and return r1
  342. if(time > 254)
  343. {
  344. //set CS high and send 8 clocks
  345. CS_Disable();
  346. return r1;
  347. }
  348. }while((r1 & 0x1f)!= 0x05);
  349. time = 0;
  350. //check busy
  351. do{
  352. r1 = SDReadByte();printf("n%d",r1);
  353. time ++;
  354. //if time out,set CS high and return r1
  355. if(time > 30000)
  356. {
  357. //set CS high and send 8 clocks
  358. CS_Disable();
  359. return r1;
  360. }
  361. }while(r1 != 0xff);
  362. time = 0;
  363. }while(-- sector_num);
  364. //send stop byte
  365. SDWriteByte(0xfd);
  366. //check busy
  367. do{
  368. r1 = SDReadByte();
  369. time ++;
  370. //if time out,set CS high and return r1
  371. if(time > 30000)
  372. {
  373. //set CS high and send 8 clocks
  374. CS_Disable();
  375. return r1;
  376. }
  377. }while(r1 != 0xff);
  378. //set CS high and send 8 clocks
  379. CS_Disable();
  380. return 0;
  381. }
  382. //get CID or CSD
  383. alt_u8 SDGetCIDCSD(alt_u8 cid_csd,alt_u8 * buffer)
  384. {
  385. alt_u8 r1;
  386. alt_u16 i,time = 0;
  387. //set CS low
  388. CS_Enable();
  389. //send CMD10 for CID read or CMD9 for CSD
  390. do{
  391. if(cid_csd == CID)
  392. r1 = SDSendCmd(CMD10,0,0xff);
  393. else
  394. r1 = SDSendCmd(CMD9,0,0xff);
  395. time ++;
  396. //if time out,set CS high and return r1
  397. if(time > 254)
  398. {
  399. //set CS high and send 8 clocks
  400. CS_Disable();
  401. return r1;
  402. }
  403. }while(r1 != 0x00);
  404. time = 0;
  405. //continually read till get 0xfe
  406. do{
  407. r1 = SDReadByte();
  408. time ++;
  409. //if time out,set CS high and return r1
  410. if(time > 30000)
  411. {
  412. //set CS high and send 8 clocks
  413. CS_Disable();
  414. return r1;
  415. }
  416. }while(r1 != 0xfe);
  417. //read 512 Bits of data
  418. for(i = 0;i < 16;i ++)
  419. {
  420. *buffer ++ = SDReadByte();
  421. }
  422. //read two bits of CRC
  423. SDReadByte();
  424. SDReadByte();
  425. //set CS high and send 8 clocks
  426. CS_Disable();
  427. return 0;
  428. }

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