SD卡的初始化过程是怎样的？

文末附主要代码，完整测试程序到参考资料[7]下载。
1- SD卡的初始化

回调函数初始化

IO和时钟初始化

使用400KHz单线进行初始化（用户无需自行设置）

SDMMC单元上电并适当延时

通过命令通信，确定SD卡合适的初始化方式（需要通过命令知道使用的SD卡是什么类型，需要使用怎样的）。并设置块大小。

通过用户设置的初始化结构体SD_InitTypeDef对SD卡正常读写时的速率、时钟、线宽等进行初始化，若用户设置的参数与SD的类型不匹配，则程序自动进行更正。。

读状态确定初始化成功

2- 基本的可靠性修正

1、由于SD卡的读写速率较高，当电路板老化或SD卡线太长时，都会大大增加SD的读写错误的发生。
原子哥虽然提供了不错的SD卡代码，但是为了降低错误，把读写速率讲得很低，这样并不是很合理，速率低了依然可能发生错误。因此处理方法是在读写错误发生后，重新读写该区域的数据，知道正确读取数据后才跳出循环。
2、另外，STM32H7 HAL库中的DMA方式写SD卡的程序中出现了笔误，导致不能正常些SD卡，故做了如下修正。当然，最好的解决办法是使用最新的1.90版本的库（目前，OpenedvSD卡HAL库版本还是1.30版本）。

3、即使上面两步已经做到位了，但依然可能收到错误数据，因此使用FATFS时，数据尽量有个校验和，当检验和出错时，通过fseek调整文件指针，实现数据重读。这也就要求校验和设计要严谨，不然会出现数据错了，但校验和凑巧还是正确的问题。
4、数据层面的再次检验，如一个变量A>100，如何A读出小于100的值，那也可以考虑数据回溯或丢弃本次数据了。

3- 参考资料

[1] physical layer simplified specification Vision 7.10
[2]STM32之SD卡
[3]向SD卡某块写数据时，是否要先擦除该块，还是直接写啊？
[4] RM0433 STM32H742, STM32H743/753 and STM32H750 Value line advanced Arm®-based 32-bit MCUs
[5] AN5200 Getting started with STM32H7 Series SDMMC host controller
[6]STM32-HAL库(固件库)升级
[7] NoDistanceY-SD卡测试.zip
4- 主要代码


/* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include "sdmmc_sdcard.h"#include "string.h"#include "delay.h"//#include "debug.h"#include#define   Debug_Printf(format, ...)                        printf(format, ##__VA_ARGS__)#define   Debug_IT_Printf(format, ...)                        printf(format, ##__VA_ARGS__)#define                Debug_Fflush()  /* imported part--------------------------------------------------------------*//* variables -----------------------------------------------------------------*/SD_HandleTypeDef        SDCARD_Handler;             //SD卡句柄   HAL_SD_CardInfoTypeDef  SDCardInfo;                                        //SD卡信息结构体//SD_ReadDisk/SD_WriteDisk函数专用buf,当这两个函数的数据缓存区地址不是4字节对齐的时候,//需要用到该数组,确保数据缓存区地址是4字节对齐的.__align(4) uint8_t SDIO_DATA_BUFFER[512];static bool isInReadProcess = false;static int SDerrCnt = 0;/* SD initialization --------------------------------------------------------*///SD卡初始化,SDMMC频率为200MHz，SD卡最大频率25MHz//返回值:0 初始化正确；其他值，初始化错误uint8_t SD_Init(void){    uint8_t SD_Error;        //初始化时的时钟不能大于400KHZ     SDCARD_Handler.Instance=SDMMC1;    SDCARD_Handler.Init.ClockEdge=SDMMC_CLOCK_EDGE_RISING;              //上升沿         SDCARD_Handler.Init.ClockPowerSave=SDMMC_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;  //空闲时不关闭时钟电源    SDCARD_Handler.Init.BusWide=SDMMC_BUS_WIDE_4B;                      //4位数据线    SDCARD_Handler.Init.HardwareFlowControl=SDMMC_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;//关闭硬件流控    SDCARD_Handler.Init.ClockDiv=SDMMC_NSpeed_CLK_DIV;//SDMMC_INIT_CLK_DIV;         SD_Error=HAL_SD_Init(&SDCARD_Handler);    if(SD_Error!=HAL_OK) return 1;                //获取SD卡信息        HAL_SD_GetCardInfo(&SDCARD_Handler,&SDCardInfo);    return 0;}//SDMMC底层驱动，时钟使能，引脚配置，DMA配置//此函数会被HAL_SD_Init()调用//hsd:SD卡句柄void HAL_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef *hsd){    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;    __HAL_RCC_SDMMC1_CLK_ENABLE();  //使能SDMMC1时钟    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();   //使能GPIOC时钟    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();   //使能GPIOD时钟        //PC8,9,10,11,12    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;      //推挽复用    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;     //高速    GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF12_SDIO1; //复用为SDIO    HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);     //初始化        //PD2    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2;                HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_Initure);     //初始化}/* Interrupt service function and Handlers ----------------------------------*/#if SD_DMA_MODE == 1 || SD_IT_MODE == 1     volatile uint8_t SDCardWriteStatus=0,SDCardReadStatus=0,SDCardErrorStatus=0; void SdmmcSetPriority(uint8_t groupid, uint8_t subid){        HAL_NVIC_SetPriority(SDMMC1_IRQn,groupid,subid);  //配置SDMMC1中断，抢占优先级2，子优先级0    HAL_NVIC_EnableIRQ(SDMMC1_IRQn);        //使能SDMMC1中断}//SDMMC1中断服务函数 ，放置在 stm327xx_it.cvoid SDMMC1_IRQHandler(void){    HAL_SD_IRQHandler(&SDCARD_Handler);}//SDMMC1写完成回调函数void HAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd){        SDCardWriteStatus=1; //标记写完成}//SDMMC1读完成回调函数void HAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd){        SDCardReadStatus=1;        //标记读完成}//SDMMC1 错误回调函数void HAL_SD_ErrorCallback(SD_HandleTypeDef *hsd){        //ErrorCode 解析于：hal_sd.h line271,II_sdmmc.h line138        Debug_IT_Printf("#errorCode:%#x, isInRead?=%drn",hsd->ErrorCode,(int)isInReadProcess);//test        SDCardErrorStatus = hsd->ErrorCode;        SDerrCnt++;        if(isInReadProcess)                SDCardReadStatus = 1;        else                SDCardWriteStatus = 1;}#endif/* funtions -----------------------------------------------------------------*///得到卡信息//cardinfo:卡信息存储区//返回值:错误状态uint8_t SD_GetCardInfo(HAL_SD_CardInfoTypeDef *cardinfo){    uint8_t sta;        sta=HAL_SD_GetCardInfo(&SDCARD_Handler,cardinfo);    return sta;}//判断SD卡是否可以传输(读写)数据//返回值:SD_TRANSFER_OK 传输完成，可以继续下一次传输//                 SD_TRANSFER_BUSY SD卡正忙，不可以进行下一次传输uint8_t SD_GetCardState(void){  return((HAL_SD_GetCardState(&SDCARD_Handler)==HAL_SD_CARD_TRANSFER )?SD_TRANSFER_OK:SD_TRANSFER_BUSY);}#if SD_DMA_MODE == 1//如果使用DMA的话下面两个变量用来标记SD卡读写是否完成//读SD卡//buf:读数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;uint8_t SD_ReadDisk(uint8_t* buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){        uint8_t sta=HAL_ERROR;        SDCardReadStatus=0;        isInReadProcess = true;        while(1)          {                Debug_Fflush();                while(HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt) != HAL_OK)                {                        SDerrCnt++;                        if(SDerrCnt>10)                                break;                        Debug_Printf("##errorCode:%#x, isInRead?=%drn",SDCARD_Handler.Instance->STA,(int)isInReadProcess);                        Debug_Fflush();                        delay_ms(10);//猜测的时间                }                if(SDerrCnt > 10)                {                        Debug_Printf("###errorCode:%#x, isInRead?=%drn",SDCardErrorStatus,(int)isInReadProcess);                        break;                }                while(SDCardReadStatus==0){};        //等待读完成                SDCardReadStatus=0;                                if(SDCardErrorStatus)                {                        Debug_Fflush();                        SDCardErrorStatus = 0;                        continue;                }                                        while(SD_GetCardState()){};                //等待SD卡空闲                sta=HAL_OK;                break;        }        SDerrCnt = 0;        isInReadProcess = false;  return sta;}//写SD卡//buf:写数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;        uint8_t SD_WriteDisk(uint8_t *buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){           uint8_t sta=HAL_ERROR;        SDCardWriteStatus=0;        while(1)        {                while(HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt) != HAL_OK)                {                        SDerrCnt++;                        if(SDerrCnt>10)                                break;                        Debug_Printf("##errorCode:%#x, isInRead?=%drn",SDCARD_Handler.Instance->STA,(int)isInReadProcess);                        delay_ms(10);//猜测的时间                }                if(SDerrCnt > 10)                {                        Debug_Printf("###errorCode:%#x, isInRead?=%drn",SDCardErrorStatus,isInReadProcess);                        break;                }                while(SDCardWriteStatus==0){};        //等待读完成                SDCardWriteStatus=0;                                if(SDCardErrorStatus)                {                        Debug_Fflush();                        SDCardErrorStatus = 0;                        continue;                }                                        while(SD_GetCardState()){};                //等待SD卡空闲                sta=HAL_OK;                break;        }        SDerrCnt = 0;  return sta;}#endif#if (SD_IT_MODE==1)        //IT模式//读SD卡//buf:读数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;uint8_t SD_ReadDisk(uint8_t* buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){    uint8_t sta=HAL_ERROR;        SDCardReadStatus=0;                if(HAL_SD_ReadBlocks_IT(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt)==HAL_OK)        {                while(SDCardReadStatus==0)                {                                if(SDCardErrorStatus != 0)                                {                                        SDCardErrorStatus = 0;                                        sta = HAL_SD_WriteBlocks_IT(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt);                                }                };        //等待写完成                                //SDCardReadStatus=0;//不能用 2019/5/24                while(SD_GetCardState()){};                //等待SD卡空闲                sta=HAL_OK;        }            return sta;}  //写SD卡//buf:写数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;        uint8_t SD_WriteDisk(uint8_t *buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){       uint8_t sta=HAL_ERROR;                SDCardWriteStatus=0;                if(HAL_SD_WriteBlocks_IT(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt)==HAL_OK)        {                while(SDCardWriteStatus==0)                {                                if(SDCardErrorStatus != 0)                                {                                        SDCardErrorStatus = 0;                                        HAL_SD_WriteBlocks_IT(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,(uint32_t)sector,(uint32_t)cnt);                                }                };        //等待写完成                                //SDCardWriteStatus=0; //不能用 2019/5/24                while(SD_GetCardState()){};                //等待SD卡空闲                sta=HAL_OK;        }                    return sta;} #endif#if SD_POLLING_MODE == 1                                  //轮询模式//如果使用DMA的话下面两个变量用来标记SD卡读写是否完成volatile uint8_t SDCardWriteStatus=0,SDCardReadStatus=0,SDCardErrorStatus=0; //读SD卡//buf:读数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;uint8_t SD_ReadDisk(uint8_t* buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){    uint8_t sta=HAL_OK;        uint32_t timeout=SD_TIMEOUT;    long long lsector=sector;    //INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDIO读写操作!!!)        sta=HAL_SD_ReadBlocks(&SDCARD_Handler, (uint8_t*)buf,lsector,cnt,SD_TIMEOUT);//多个sector的读操作                //等待SD卡读完        while(SD_GetCardState()!=SD_TRANSFER_OK)    {                if(timeout-- == 0)                {                                sta=SD_TRANSFER_BUSY;                }    }    //INTX_ENABLE();//开启总中断    return sta;}  //写SD卡//buf:写数据缓存区//sector:扇区地址//cnt:扇区个数        //返回值:错误状态;0,正常;其他,错误代码;        uint8_t SD_WriteDisk(uint8_t *buf,uint32_t sector,uint32_t cnt){       uint8_t sta=HAL_OK;        uint32_t timeout=SD_TIMEOUT;    long long lsector=sector;    //INTX_DISABLE();//关闭总中断(POLLING模式,严禁中断打断SDIO读写操作!!!)        sta=HAL_SD_WriteBlocks(&SDCARD_Handler,(uint8_t*)buf,lsector,cnt,SD_TIMEOUT);//多个sector的写操作                        //等待SD卡写完        while(SD_GetCardState()!=SD_TRANSFER_OK)    {                if(timeout-- == 0)                {                                sta=SD_TRANSFER_BUSY;                }    }            //INTX_ENABLE();//开启总中断    return sta;}#endif/* Private variables ---------------------------------------------------------*/static void show_sdcard_info(void){        uint64_t CardCap;        //SD卡容量        HAL_SD_CardCIDTypedef SDCard_CID;        HAL_SD_GetCardCID(&SDCARD_Handler,&SDCard_CID);        //获取CID        SD_GetCardInfo(&SDCardInfo);                                        //获取SD卡信息        switch(SDCardInfo.CardType)        {                case CARD_SDSC:                {                        if(SDCardInfo.CardVersion == CARD_V1_X)                                Debug_Printf("Card Type:SDSC V1rn");                        else if(SDCardInfo.CardVersion == CARD_V2_X)                                Debug_Printf("Card Type:SDSC V2rn");                }                break;                case CARD_SDHC_SDXC:Debug_Printf("Card Type:SDHCrn");break;        }                CardCap=(uint64_t)(SDCardInfo.LogBlockNbr)*(uint64_t)(SDCardInfo.LogBlockSize);        //计算SD卡容量          Debug_Printf("Card ManufacturerID:%drn",SDCard_CID.ManufacturerID);                                        //制造商ID         Debug_Printf("Card RCA:%drn",SDCardInfo.RelCardAdd);                                                                //卡相对地址        Debug_Printf("LogBlockNbr:%d rn",(uint32_t)(SDCardInfo.LogBlockNbr));                                        //显示逻辑块数量        Debug_Printf("LogBlockSize:%d rn",(uint32_t)(SDCardInfo.LogBlockSize));                                        //显示逻辑块大小        Debug_Printf("Card Capacity:%d MBrn",(uint32_t)(CardCap>>20));                                                        //显示容量         Debug_Printf("Card BlockSize:%drnrn",SDCardInfo.BlockSize);                                                //显示块大小}void TDD_SD_Test(void){        while(SD_Init())//检测不到SD卡        {                Debug_Printf("##SD Card Error!,is SD inserted?rn");                delay_ms(2000);        }        SDCARD_Handler.Instance->ICR  = 0;        show_sdcard_info();                Debug_Printf("@SD Card OK!rn");        Debug_Fflush();                                __align(4) uint8_t buf[512] ="hello SD card yyyrn";                SD_WriteDisk(buf,2,1);                while(1)        {                delay_ms(1000);                memset(buf,0,1024);                SD_ReadDisk(buf,2,1);                                //Debug_TxFixedLen((char*)buf,sizeof("hello SD card xxxrn")-1);                Debug_Printf("%s",buf);                Debug_Fflush();                };}/************************ (C) COPYRIGHT NODISTANCEY****************END OF FILE****/