stm32cubeMX學(xué)習(xí)、SD卡虛擬U盤實(shí)驗(yàn)

本程序編寫基于秉火霸道STM32F103ZET6運(yùn)行環(huán)境。跑這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前吃了一些虧，讓我一一道來(lái)！

1、軟件寫好了，沒(méi)發(fā)現(xiàn)插入U(xiǎn)SB線連接到電腦后USB居然沒(méi)有枚舉

解決方法：

野火的這款開(kāi)發(fā)板上做了一個(gè)USB上電使能IO，也就是說(shuō)，當(dāng)PD3為低電平時(shí)，USB才能正常工作，如果不去使能這個(gè)管腳的話，USB自然就不工作了。

2、HAL庫(kù)讀寫SD卡API版本問(wèn)題

解決方法:

我用的是1.8.0的HAL庫(kù)，這個(gè)庫(kù)和老版本的HAL庫(kù)在API上有重大的變更，接口的參數(shù)也不一樣，含義也有區(qū)別。

老版本HAL庫(kù)讀寫SD卡的接口

我們來(lái)看下HAL庫(kù)舊版本的讀SD卡接口

/**
  * @brief  Reads block(s) from a specified address in a card. The Data transfer
  *         is managed by polling mode.
  * @param  hsd: SD handle
  * @param  pReadBuffer: pointer to the buffer that will contain the received data
  * @param  ReadAddr: Address from where data is to be read
  * @param  BlockSize: SD card Data block size (in bytes)
  *          This parameter should be 512
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to read
  * @retval SD Card error state
  */
HAL_SD_ErrorTypedef HAL_SD_ReadBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint32_t *pReadBuffer, uint64_t ReadAddr, uint32_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)

我們看到，這里的BlockSize是以字節(jié)為單位進(jìn)行讀的，最小應(yīng)當(dāng)是512，因?yàn)镾D卡一個(gè)塊的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示塊數(shù)，讀一塊，那么就是BlockSize512，讀N塊，那么就是BlockSize512*N。

再來(lái)看看老版本HAL庫(kù)的寫SD卡接口

/**
  * @brief  Allows to write block(s) to a specified address in a card. The Data
  *         transfer is managed by polling mode.
  * @param  hsd: SD handle
  * @param  pWriteBuffer: pointer to the buffer that will contain the data to transmit
  * @param  WriteAddr: Address from where data is to be written
  * @param  BlockSize: SD card Data block size (in bytes)
  *          This parameter should be 512.
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to write
  * @retval SD Card error state
  */
HAL_SD_ErrorTypedef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint32_t *pWriteBuffer, uint64_t WriteAddr, uint32_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)

寫也是一樣的，這里的BlockSize是以字節(jié)為單位進(jìn)行讀的，最小應(yīng)當(dāng)是512，因?yàn)镾D卡一個(gè)塊的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示塊數(shù)，寫一塊，那么就是BlockSize512，寫N塊，那么就是BlockSize512*N。

新版本HAL庫(kù)讀寫SD卡的接口

然而在最新的HAL庫(kù)上，是不用乘以512的，我們來(lái)看一下1.8.0版本HAL庫(kù)關(guān)于這兩個(gè)函數(shù)的描述：

/**
  * @brief  Reads block(s) from a specified address in a card. The Data transfer
  *         is managed by polling mode.
  * @note   This API should be followed by a check on the card state through
  *         HAL_SD_GetCardState().
  * @param  hsd: Pointer to SD handle
  * @param  pData: pointer to the buffer that will contain the received data
  * @param  BlockAdd: Block Address from where data is to be read
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to read
  * @param  Timeout: Specify timeout value
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_SD_ReadBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData, uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)

我們看到，這里傳入的BlockAdd，也就是塊的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少塊，所以本來(lái)就是以塊為單位進(jìn)行讀的，所以也就不用去乘512。

/**
  * @brief  Allows to write block(s) to a specified address in a card. The Data
  *         transfer is managed by polling mode.
  * @note   This API should be followed by a check on the card state through
  *         HAL_SD_GetCardState().
  * @param  hsd: Pointer to SD handle
  * @param  pData: pointer to the buffer that will contain the data to transmit
  * @param  BlockAdd: Block Address where data will be written
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to write
  * @param  Timeout: Specify timeout value
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData, uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)

寫SD卡的接口也是一樣的，這里傳入的BlockAdd，也就是塊的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少塊，所以本來(lái)就是以塊為單位進(jìn)行寫的，所以也就不用去乘512。

所以，在實(shí)現(xiàn)USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備接口的時(shí)候，我應(yīng)該這么來(lái)實(shí)現(xiàn)：

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_ReadBlocks(&hsd,(uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
         return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 7 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, (uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 7 */
}

好，這兩個(gè)問(wèn)題解決了，一下來(lái)看看這么做的。

一、USB使能管腳配置

PD3管腳，默認(rèn)輸出電平為低電平，也就是D+管腳為使能狀態(tài)，USB供上了電。

PB1是我拿來(lái)做調(diào)試的燈。

二、RCC時(shí)鐘

這里要切記一點(diǎn)，因?yàn)檫@里我們用到了USB，USB的時(shí)鐘要配置為48MHz，具體看手冊(cè)。而SDIO是時(shí)鐘是HCLK的二分頻。

三、調(diào)試接口

這里選擇串行調(diào)試。

四、SDIO配置

這里，我們配置模式為4位寬總線的SD卡模式，時(shí)鐘分頻因子之前在步驟二中我們已經(jīng)知道了,SDIO的時(shí)鐘頻率是HCLK的二分頻，所以SDIOCLK clock divide factor這個(gè)選項(xiàng)我們?cè)O(shè)置為2。

開(kāi)啟SDIO全局中斷。

五、USB配置

這里將USB設(shè)備配置為大容量存儲(chǔ)，其余默認(rèn)即可。

六、生成并添加代碼邏輯

STORAGE_GetCapacity_FS      獲取U盤容量信息
STORAGE_IsReady_FS          獲取U盤狀態(tài)
STORAGE_Read_FS             讀U盤
STORAGE_Write_FS            寫U盤

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @param  block_num: .
  * @param  block_size: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_GetCapacity_FS(uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint16_t *block_size)
{
  /* USER CODE BEGIN 3 */
    *block_num  = hsd.SdCard.BlockNbr ;
    *block_size = hsd.SdCard.BlockSize ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 3 */
}

typedef enum
{
  HAL_SD_STATE_RESET                  = ((uint32_t)0x00000000U),  /*!< SD not yet initialized or disabled  */
  HAL_SD_STATE_READY                  = ((uint32_t)0x00000001U),  /*!< SD initialized and ready for use    */
  HAL_SD_STATE_TIMEOUT                = ((uint32_t)0x00000002U),  /*!< SD Timeout state                    */
  HAL_SD_STATE_BUSY                   = ((uint32_t)0x00000003U),  /*!< SD process ongoing                  */
  HAL_SD_STATE_PROGRAMMING            = ((uint32_t)0x00000004U),  /*!< SD Programming State                */
  HAL_SD_STATE_RECEIVING              = ((uint32_t)0x00000005U),  /*!< SD Receiving State                  */
  HAL_SD_STATE_TRANSFER               = ((uint32_t)0x00000006U),  /*!< SD Transfert State                  */
  HAL_SD_STATE_ERROR                  = ((uint32_t)0x0000000FU)   /*!< SD is in error state                */
}HAL_SD_StateTypeDef;

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_IsReady_FS(uint8_t lun)
{
  /* USER CODE BEGIN 4 */
    uint8_t state = 0;
    state = HAL_SD_GetState(&hsd) ;
    if(HAL_SD_STATE_READY != state)
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 4 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_ReadBlocks(&hsd,(uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
         return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 7 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, (uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 7 */
}

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SDIO_SD_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
        //LED調(diào)試燈以500ms的頻率進(jìn)行翻轉(zhuǎn)
        HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);	
         HAL_Delay(1000);
    }

  /* USER CODE END 3 */
}

我用的是4GB的內(nèi)存卡，PC端顯示3.68GB，為什么呢？

度娘一下：https://zhidao.baidu.com/question/74222131.html

你電腦的算法是1024MB=1GB U盤廠家的算法是1000MB=1GB

還要加上法律允許的產(chǎn)品誤差，一般廠家會(huì)取最小值，不會(huì)多給你空間的。

https://zhidao.baidu.com/question/559657182.html

硬件廠商為了計(jì)算方便采用的是十進(jìn)制，也就是滿1000字節(jié)算1K，滿1000K算1M，以此類推。

軟件設(shè)計(jì)上由于計(jì)算機(jī)采用的是二進(jìn)制所以是滿1024字節(jié)即2的10次方算1K，1024K算1M；所以你的卡越大差距就會(huì)越大，這點(diǎn)在電腦硬盤上感覺(jué)會(huì)更明顯一些。

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