本程序编写基于秉火霸道STM32F103ZET6运行环境。
跑这个实验之前吃了一些亏，让我一一道来！
1、软件写好了，却发现插入USB线连接到电脑后USB居然没有枚举
解决方法：
野火的这款开发板上做了一个USB上电使能IO，也就是说，当PD3为低电平时，USB才能正常工作，如果不去使能这个管脚的话，USB自然就不工作了。
2、HAL库读写SD卡API版本问题
解决方法:
我用的是1.8.0的HAL库，这个库和老版本的HAL库在API上有重大的变更，接口的参数也不一样，含义也有区别。
老版本HAL库读写SD卡的接口
我们来看下HAL库旧版本的读写API：
/**
* @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)
我们看到，这里的BlockSize是以字节为单位进行读的，最小应当是512，因为SD卡一个块的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示块数，读一块，那么就是BlockSize512，读N块，那么就是BlockSize512*N。
再来看看老版本HAL库的写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)
写也是一样的，这里的BlockSize是以字节为单位进行读的，最小应当是512，因为SD卡一个块的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示块数，写一块，那么就是BlockSize512，写N块，那么就是BlockSize512*N。
新版本HAL库读写SD卡的接口
然而在最新的HAL库上，是不用乘以512的，我们来看一下1.8.0版本HAL库关于这两个函数的描述：
/**
* @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)
我们来看下读SD卡的接口，这里传入的BlockAdd，也就是块的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少块，所以本来就是以块为单位进行读的，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)
写SD卡的接口也是一样的，这里传入的BlockAdd，也就是块的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少块，所以本来就是以块为单位进行写的，所以也就不用去乘512。
所以，在实现USB大容量存储设备接口的时候，我应该这么来实现：
/**
* @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，这两个问题解决了，一下来看看这么做的。
一、USB使能管脚配置
PD3管脚，默认输出电平为低电平，也就是D+管脚为使能状态，USB供上了电。
PB1是我拿来做调试的灯。
二、RCC时钟
这里要切记一点，因为这里我们用到了USB，USB的时钟要配置为48MHz，具体看手册。
而SDIO是时钟是HCLK的二分频。
三、调试接口
这里选择串行调试。
四、SDIO配置
这里，我们配置模式为4位宽总线的SD卡模式，时钟分频因子之前在步骤二中我们已经知道了,SDIO的时钟频率是HCLK的二分频，所以SDIOCLK clock divide factor这个选项我们设置为2。
开启SDIO全局中断。
五、USB配置
这里将USB设备配置为大容量存储，其余默认即可。
六、生成并添加代码逻辑
这里我们把栈的大小稍微调大一点，以便我们后期在代码里进行测试。
在usbd_storage_if.c中实现如下接口：
STORAGE_GetCapacity_FS 获取U盘容量信息
STORAGE_IsReady_FS 获取U盘状态
STORAGE_Read_FS 读U盘
STORAGE_Write_FS 写U盘
通过接口获取有多少块以及块的大小。
/**
* @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 */
}
判断SD卡的状态是否已经准备好了，状态的描述如下：
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 */
}
实现USB读写SD卡
/**
* @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 */
}
在主函数的while循环里添加调试闪烁灯。
/**
* @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调试灯以500ms的频率进行翻转
HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
HAL_Delay(1000);
}
/* USER CODE END 3 */
}
七、运行结果
将USB线插入USB DEVICE的接口，并连接到PC端的USB口，在PC端弹出可移动磁盘，实验成功。
我用的是4GB的内存卡，PC端显示3.68GB，为什么呢？度娘一下：
金士顿4G SD卡只有3.68G？
你电脑的算法是1024MB=1GB
U盘厂家的算法是1000MB=1GB
还要加上法律允许的产品误差，一般厂家会取最小值，不会多给你空间的。
为什么是4G的手机内存卡在手机里显示只有3.68G?
硬件厂商为了计算方便采用的是十进制，也就是满1000字节算1K，满1000K算1M，以此类推。
软件设计上由于计算机采用的是二进制所以是满1024字节即2的10次方算1K，1024K算1M。
所以你的卡越大差距就会越大，这点在电脑硬盘上感觉会更明显一些。
