SDIO，全稱： Secure Digital Input and Output ，即安全數字輸入輸出接口。它是在SD卡接口的基礎上發展而來，它可以兼容之前的SD卡，并可以連接SDIO接口設備，比如：藍牙、WIFI、照相機等。 ? ? ?

SDIO和SD卡規范間的一個重要區別是增加了低速標準。低速卡的目標應用是以最小的硬件開支支持低速I/ O能力。低速卡支持類似調制解調器、條碼掃描儀和GPS接收器等應用。 ? ? ?

STM32的SDIO控制器支持多媒體卡（MMC卡）、SD存儲卡、SD I/O卡和CE-ATA設備。

STM32 SDIO接口特點：

①與多媒體卡系統規格書版本4.2全兼容。支持三種不同的數據總線模式：1位(默認)、4位和8位。

②與較早的多媒體卡系統規格版本全兼容(向前兼容)。

③與SD存儲卡規格版本2.0全兼容。

④與SD I/O卡規格版本2.0全兼容：支持兩種不同的數據總線模式：1位(默認)和4位。

⑤完全支持CE-ATA功能(與CE-ATA數字協議版本1.1全兼容)。 ?8位總線模式下數據傳輸速率可達48MHz。

⑥數據和命令輸出使能信號，用于控制外部雙向驅動器。

SDIO框圖

復位后SDIO_D0用于數據傳輸。初始化后主機可以改變數據總線的寬度（通過ACMD6命令設置）。 ? ? ?

如果一個多媒體卡接到了總線上，則SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于數據傳輸。 ? ? ? ? ? ?

MMC版本V3.31和之前版本的協議只支持1位數據線，所以只能用SDIO_D0（為了通用性考慮，在程序里面我們只要檢測到是MMC卡就設置為1位總線數據）。

SDIO時鐘

卡時鐘（SDIO_CK）：每個時鐘周期在命令和數據線上傳輸1位命令或數據。對于SD或SD I/O卡，時鐘頻率可以在0MHz至25MHz間變化。

SDIO適配器時鐘（SDIOCLK）：該時鐘用于驅動SDIO適配器，可用于產生SDIO_CK時鐘。對F1來說，SDIOCLK來自HCLK(72Mhz)；對F4來說，SDIOCLK來自PLL48CK(48Mhz)。

APB2總線接口時鐘（PCLK2）：該時鐘用于驅動SDIO的APB2總線 ? ? ? ? 接口，其頻率為PCLK2=84Mhz。

SDIO_CK計算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/(2+CLKDIV)

注意：在SD卡初始化時，SDIO_CK不可以超過400Khz，初始化完成后，可以設置為最大頻率（但不可以超過SD卡最大操作頻率）。

SDIO命令與響應

SDIO的命令分為：應用相關命令(ACMD)和通用命令(CMD)兩部分。發送ACMD時，需先發送CMD55。

SDIO所有的命令和響應都是在SDIO_CMD引腳上面傳輸的，命令長度固定為48位，SDIO命令格式如下表所示：

其中：除了命令索引和參數需要我們設置，其他都是由SDIO硬件自動控制。命令索引（如CMD0，CMD1之類）由SDIO_CMD寄存器設置，命令參數則由SDIO_ARG寄存器設置。?

一般SD卡在接收到命令行，都會有一個應答（CMD0例外），這個應答我們也稱之為響應。STM32的SDIO接口，支持2種響應類型：短響應(48位)和長響應(136位)。

STM32 SDIO短響應（48位）格式如下表所示：

STM32 SDIO長響應（136位）格式如下表所示：?

不論是短響應還是長響應，硬件都會自動濾除了起始位、傳輸位、CRC7以及結束位等信息，對于短響應，命令索引存放在SDIO_RESPCMD寄存器，參數則存放在SDIO_RESP1寄存器里面。對于長響應，則僅留CID/CSD位域，存放在SDIO_RESP1~SDIO_RESP4等4個寄存器。?

SD卡總共有6類響應（R1、R1b、R2、R3、R6、R7），我們這里以R1為例簡單介紹一下。R1（普通響應命令）響應屬于短響應，其長度為48位，如下表所示：

在收到R1響應后，我們可以從SDIO_RESPCMD寄存器和SDIO_RESP1寄存器分別讀出命令索引和卡狀態信息。

SDIO塊數據傳輸

SDIO與SD卡通信一般以數據塊的形式進行傳輸，SDIO(多)數據塊讀操作，如下圖所示：

從機在收到主機相關命令后，開始發送數據塊給主機，所有數據塊都帶CRC校驗（由硬件自動處理），單個數據塊讀的時候，在收到1個數據塊以后即可以停止了，不需要發送停止命令（CMD12）。但是多塊數據讀的時候，SD卡將一直發送數據給主機，直到接到主機發送的STOP命令（CMD12）。?

SDIO(多)數據塊寫操作，如下圖所示：

數據塊寫操作同數據塊讀操作基本類似，只是數據塊寫的時候，多了一個繁忙判斷，新的數據塊必須在SD卡非繁忙的時候發送。這里的繁忙信號由SD卡拉低SDIO_D0，以表示繁忙，SDIO硬件自動控制，不需要我們軟件處理。?

SDIO寄存器

SDIO電源控制寄存器（SDIO_POWER）

?該寄存器只有最低2位(PWRCTRL[1:0])有效，其他都是保留位，STM32復位以后，PWRCTRL=00，處于掉電狀態。所以，我們首先要給SDIO上電，設置這兩個位為：11。?

SDIO時鐘控制寄存器（SDIO_CLKCR）

注意：當SDIO_CK頻率過快時，可能導致SD卡通信失敗，此時，建議降低SDIO_CK試試。?

SDIO參數寄存器（SDIO_ARG）

該寄存器用于存儲命令參數。注意：參數必須先于命令寫入。?

SDIO命令寄存器（SDIO_CMD）

低6位為命令索引，即要發送的命令索引號（如發送CMD1，其值為1，索引就設置為1）。位[7:6]，用于設置等待響應位，用于指示CPSM是否需要等待，以及等待類型等。CPSM：即命令通道狀態機，請參考《STM32中文參考手冊》相關章節。命令通道狀態機我們一般都是開啟的，所以位10要設置為1。?

SDIO命令響應寄存器（SDIO_RESPCMD）

該寄存器只有低6位有效，比較簡單，用于存儲最后收到的命令響應中的命令索引。如果傳輸的命令響應不包含命令索引，則該寄存器的內容不可預知。?

SDIO命令響應1~4寄存器（SDIO_RESPx，x=1~4）

命令響應寄存器組，總共包含4個32位寄存器組成，用于存放接收到的卡響應部分的信息。如果收到短響應，則數據存放在SDIO_RESP1寄存器里面，其他三個寄存器沒有用到。而如果收到長響應，則依次存放在SDIO_RESP1~ SDIO_RESP4里面?

SDIO數據定時器寄存器（SDIO_DTIMER）

該寄存器用于存儲以卡總線時鐘（SDIO_CK）為周期的數據超時時間，一個計數器將從SDIO_DTIMER寄存器加載數值，并在數據通道狀態機(DPSM)進入Wait_R或繁忙狀態時進行遞減計數，當DPSM處在這些狀態時，如果計數器減為0，則設置超時標志。DPSM：即數據通道狀態機，類似CPSM。 ? ? ? ?

注意：在寫入數據控制寄存器（SDIO_DCTRL），進行數據傳輸之前，須先寫入該寄存器（SDIO_DTIMER）和數據長度寄存器（SDIO_DLEN）！

SDIO數據長度寄存器（SDIO_DLEN）

該寄存器低25位有效，用于設置需要傳輸的數據字節長度。對于塊數據傳輸，該寄存器的數值，必須是數據塊長度（通過SDIO_DCTRL設置）的倍數。 ? ? ?

即：假定數據塊大小為512字節，那么SDIO_DLEN的設置，必須是512的整數倍，最大可以設置讀取65535個數據塊。

SDIO數據控制寄存器（SDIO_DCTRL）

該寄存器，用于控制數據通道狀態機(DPSM)，包括數據傳輸使能、傳輸方向、傳輸模式、DMA使能、數據塊長度等信息的設置。 ? ?

我們需要根據自己的實際情況，來配置該寄存器，才可正常實現數據收發。?

SDIO狀態寄存器（SDIO_STA）

狀態寄存器可以用來查詢SDIO控制器的當前狀態，以便處理各種事務。比如SDIO_STA的位2表示命令響應超時，說明SDIO的命令響應出了問題。我們通過設置SDIO_ICR的位2則可以清除這個超時標志。另外，SDIO的清除中斷寄存器(SDIO_ICR)和中斷屏蔽寄存器(SDIO_MASK)，這兩個寄存器和狀態寄存器(SDIO_STA)每個位的定義都相同，只是功能各有不同。?

SDIO數據FIFO寄存器（SDIO_FIFO）

數據FIFO寄存器包括接收和發送FIFO，他們由一組連續的32個地址上的32個寄存器組成，CPU可以使用FIFO讀寫多個操作數。例如我們要從SD卡讀數據，就必須讀SDIO_FIFO寄存器，要寫數據到SD卡，則要寫SDIO_FIFO寄存器。SDIO將這32個地址分為16個一組，發送接收各占一半。而我們每次讀寫的時候，最多就是讀取接收FIFO或寫入發送FIFO的一半大小的數據，也就是8個字（32個字節）。 注意：操作SDIO_FIFO必須是以4字節對齊的內存操作，否則可能出錯！?

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的SDIO简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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