使用Altium Designer 绘制原理图并且使用STM32F103完成对SD卡的数据读取
前言
请在实验操作过程中仔细观察操作结果，与理论结果比较，发现问题，修改代码
实验要求
1、掌握电路原理图绘制。安装Altium Designer 18，学习使用Altium Designer绘制一个stm32最小系统的电路原理图，并在此基础上完成STM32+SD卡的系统原理图设计。(该系统的PCB图的绘制不做要求)
2、掌握SD卡协议原理，用STM32F103完成对SD卡的数据读取（fat文件模式）
一、 电路原理图绘制
Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。并集成了现代设计数据管理功能,使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案－一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。
软件安装配置过程
选择汉语
修改安装位置
一路next即可安装成功
打开Crack文件夹，复制shfolder.dll文件到Altium Designer的安装目录下
打开Altium Designer 软件，选择license，选择文件并打开
成功注册
点击设置，勾选Use localized resources，点击OK，重启Altium Designer，汉化成功
（一）绘制stm32最小系统的电路原理图
由于是新手，只能在网上找现成的原理图进行模仿
网盘链接（淘宝商家）：https://pan.baidu.com/share/init?surl=ipHs1nPdf6Xq3H_OH5j7DA
提取码：7hqu
1、新建工程
点击File->New->Project->PCD Project，新建工程
右击PCD_Project1.PrjPCB，选择Add New to Project->Schematic，新建原理图
2、下载元件库
链接：https://pan.baidu.com/s/1jiJAqjsCjWf41C5edIP7Ww
提取码：1521
3、绘制原理图
（1）过程
在元件库中找到stm32f103c8t6芯片，双击打开，将元件放在中间
点击放置线延长管脚，左键在起始和终点各点击一下连接，右键释放掉
（可使用 ctrl + c 复制，ctrl + v 粘贴，按空格可每90°旋转器件）
点击Net Label放置网络编号，按tab键进入设置窗口，编辑编号名称，回车退出编辑框，再左键放下
（2）结果
（二）STM32+SD卡的系统原理图设计
SD卡模块说明
内部结构
SD卡模块原理图如下
**关于SD卡与stm32模块的连接，第二个任务中有详细介绍，这里不再重复**
1、绘制步骤
点击右上角的Libraries，选择下载的元件库并寻找器件
AMS1117：stm32f103c8t6 最小系统.SchLib 元件库中
P：Miscellaneous Connectors.IntLib 元件库中搜索 MHDR
C：Miscellaneous Devices LC.IntLib元件库中搜索 0805 100uF
2、原理图展示
关于AD的详细绘制方式，可以去b站学习，讲的很详细，这里给出链接
https://www.bilibili.com/video/BV16t411N7RD?from=search&seid=4530935776254031183&spm_id_from=333.337.0.0
二、SD卡读取数据
（一） 理论知识
1.SD卡简述
SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。控制器对 SD 卡进行读写通信操作一般有两种通信接口可选，一种是 SPI 接口，另外一种是 SDIO 接口。
2、SD卡初始化
SPI操作模式下：在SD卡收到复位命令时，CS为有效电平（低电平），则SPI模式被启用，在发送CMD之前要先发送74个时钟，64个为内部供电上升时间，10个用于SD卡同步；之后才能开始CMD操作，在初始化时CLK时钟不能超过400KHz。
1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2、上电延时（>74个CLK）；
3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；
4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；
5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化
这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。
3、SPI协议
关于SPI协议，之前一篇博客已详细说明，博客链接给出：
https://blog.csdn.net/m0_48609250/article/details/121558582
4、SD卡物理结构
一般SD卡包括有存储单元、存储单元接口、电源检测、卡及接口控制器和接口驱动器 5个部分。
存储单元是存储数据部件，存储单元通过存储单元接口与卡控制单元进行数据传输；
电源检测单元保证SD卡工作在合适的电压下，如出现掉电或上状态时，它会使控制单元和存储单元接口复位；
卡及接口控制单元控制SD卡的运行状态，它包括有8个寄存器； 接口驱动器控制SD卡引脚的输入输出。
（二）实验过程
1、下载源码
链接：https://pan.baidu.com/s/15Kv471QLosXKGldRckLRpg
提取码：1521
2、硬件连线
3、代码修改
在这里也可以将272,273行代码注释掉也可以达到预期效果
编译没有错误
4、编译烧录
5、SD开始读入
（1）初始化SD卡
（2）发送文件
（3）结果显示
6、注意事项
1、读卡前请格式化，选择FAT模式
2、SD卡与芯片的连接线尽可能选择短的新杜邦线，保证接触良好
3、在SD卡初始化时，等待一段时间，不要心急
4、芯片与SD卡供电电压全都选择5V，3V可能会失败，无法完成初始化
5、USB在插入电脑后不要再动了，有的笔记本电脑串口可能会有接触问题，使用前仔细检查
6、烧录和读卡时芯片boot注意进行置位
三、总结
因为第一个任务原理图的绘制并不是此次实验重点，所以只能在淘宝找现成的原理图进行模仿绘制，总体来说，还是掌握了一些绘图的基本操作，第二个任务SD卡数据的读取，实验过程其实很简单，但是总会出现一些硬件问题，比如杜邦线接触不良，SD卡需要按压初始化，但是通过用新的杜邦线，以及手动操作，完成了此次实验，总体来说，并没有自己实质性完成的工程，都是在前人的基础上进行二次利用，希望以后自己能写出自己的工程吧！
四、参考文献
STM32用cube配置FATFS模式下SPI读写SD卡
SD卡读写
https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/122034936