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Zynq PS端外设之SD卡控制器

2025/5/15 17:09:11 来源:https://blog.csdn.net/Mr_Unicorn/article/details/144776475  浏览:    关键词:Zynq PS端外设之SD卡控制器

1. SD卡

SD卡共有9个引脚线,可工作在SDIO模式或者SPI模式。

  • SDIO模式:用到CLK、CMD、DAT[3:0]六根信号线;
  • SPI模式:用到CS(SDIO_DAT[3])、CLK(SDIO_CLK)、MISO(SDIO_DAT[0])、MOSI(SDIO_CMD)四根信号线
  • SD卡分类

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2. Micro SD卡

Micro SD卡,又称为TF卡,体积更小,其操作时序和SD卡一样。
标准SD卡2.0版本中,工作时钟频率可以达到50MHz,在SDIO模式下采用4位数据位宽,理论上可以达到200Mbps(50MHz x 4bit)的传输速率;在SPI模式下采用1位数据位宽,理论上可以达到50Mbps的传输速率。

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3. Zynq的SD卡控制器

Zynq内部集成了两个SD卡控制器,并且Xilinx SDK 的standalone 已经移植好了FATFS文件系统(SDK 软件中叫做xilffs),因此在SDK中添加xilffs 库后,就可以在程序中使用FATFS 中的API函数来操作SD卡。

  • FATFS文件系统:FATFS是一个完全开源免费的 FA T 文件系统模块,专门为小型的嵌入式系统而设计;支持 FAT12/FAT16 和 FAT32 文件系统。
  • FATFS 模块提供的是 ff.c 和 ff.h
    FATFS开源地址
  • 系统配置
system-> SD0 		// MIO40..MIO45-> SD0.CD	// MIO10(参考硬件原理图) SD.CD信号是TF卡检测信号,用于标志开发板是否连接了TF卡。# Bank1的IO电压为1.8V

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4. SDK开发

  1. 添加FATFS库
    注意:先关闭 system.mss 的界面,再添加 FATFS库,否则有可能导致 FATFS 库添加失败。
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use _lfn 用于设置是否使能长文件名以及文件名的小写字母,这里将 use _lfn 设置为 true

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添加完成后,libsrc 一栏下会多出FATFS的库函数。

#include "xparameters.h"
#include "xil_printf.h"
#include "ff.h"
#include "xdevcfg.h"#define FILE_NAME "abcd.txt"                //定义文件名const char src_str[30] = "1234ABCD"; //定义文本内容
static FATFS fatfs;                         //文件系统//初始化文件系统
int platform_init_fs()
{FRESULT status;TCHAR *Path = "0:/";BYTE work[FF_MAX_SS];//注册一个工作区(挂载分区文件系统)//在使用任何其它文件函数之前,必须使用f_mount函数为每个使用卷注册一个工作区status = f_mount(&fatfs, Path, 1);  //挂载SD卡if (status != FR_OK) {xil_printf("Volume is not FAT formated; formating FAT\r\n");//格式化SD卡status = f_mkfs(Path, FM_FAT32, 0, work, sizeof work);if (status != FR_OK) {xil_printf("Unable to format FATfs\r\n");return -1;}//格式化之后,重新挂载SD卡status = f_mount(&fatfs, Path, 1);if (status != FR_OK) {xil_printf("Unable to mount FATfs\r\n");return -1;}}return 0;
}//挂载SD(TF)卡
int sd_mount()
{FRESULT status;//初始化文件系统(挂载SD卡,如果挂载不成功,则格式化SD卡)status = platform_init_fs();if(status){xil_printf("ERROR: f_mount returned %d!\n",status);return XST_FAILURE;}return XST_SUCCESS;
}//SD卡写数据
int sd_write_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{FIL fil;         //文件对象UINT bw;         //f_write函数返回已写入的字节数//打开一个文件,如果不存在,则创建一个文件f_open(&fil,file_name,FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);//移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头f_lseek(&fil, 0);//向文件中写入数据f_write(&fil,(void*) src_addr,byte_len,&bw);//关闭文件f_close(&fil);return 0;
}//SD卡读数据
int sd_read_data(char *file_name,u32 src_addr,u32 byte_len)
{FIL fil;         //文件对象UINT br;         //f_read函数返回已读出的字节数//打开一个只读的文件f_open(&fil,file_name,FA_READ);//移动打开的文件对象的文件读/写指针     0:指向文件开头f_lseek(&fil,0);//从SD卡中读出数据f_read(&fil,(void*)src_addr,byte_len,&br);//关闭文件f_close(&fil);return 0;
}//main函数
int main()
{int status,len;char dest_str[30] = "";status = sd_mount();           //挂载SD卡if(status != XST_SUCCESS){xil_printf("Failed to open SD card!\n");return 0;}elsexil_printf("Success to open SD card!\n");len = strlen(src_str);         //计算字符串长度//SD卡写数据sd_write_data(FILE_NAME,(u32)src_str,len);//SD卡读数据sd_read_data(FILE_NAME,(u32)dest_str,len);//比较写入的字符串和读出的字符串是否相等if (strcmp(src_str, dest_str) == 0)xil_printf("src_str is equal to dest_str,SD card test success!\n");elsexil_printf("src_str is not equal to dest_str,SD card test failed!\n");return 0;}
  1. 在使用任何其它文件系统函数之前,必须先对 TF卡进行挂载,通过sd_mount()函数实现挂载TF卡
  2. 通过 sd_write_data() 函数和 sd_read_data() 函数对TF卡中的txt文本进行写入和读出
  • 写入文本之前,先通过 f_open() 函数打开一个文件名为“abcd.txt ”的文件,如果不存在,则在TF卡中创建该文件。
  • 随后通过 f_lseek 函数移动已打开文件对象的读写指针,为 0 则代表移动到文件的开头位置。
  • 接下来通过 f_write 函数向打开的文件中写入数据,写完之后则通过 f_close 函数关闭该文件。

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