了解STM32的SDIO接口的相关信息之后，接下来就开始配置SDIO接口。STM32 固件库定义了一个SDIO初始化结构体用于SDIO接口指定参数的初始化，具体如下：
1、SDIO_ClockDiv——时钟分频
该参数设置时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）的时钟分频系数位（CLKDIV），它定义了输入时钟(SDIOCLK)与输出时钟(SDIO_CK)间的分频系数，范围0~0xFF。SDIO_CK频率= SDIOCLK/[CLKDIV + 2]。注意：只有使能旁路时钟分频器，时钟分频才会有效。
2、SDIO_ClockEdge——时钟相位选择
该参数设定时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）NEGEDGE位，它的指定了输出时钟SDIO_CK在主时钟SDIOCLK的上升沿还是下降沿生成，具体参数如表12-23所示。
3、SDIO_ClockBypass——旁路时钟分频器
该参数设定时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）的BYPASS位，它指定是否启用或禁用了SDIO时钟分流器旁路，如果使能BYPASS位，SDIOCLK直接驱动SDIO_CK输出信号，否则，依据CLKDIV数值对SDIOCLK分频，然后输出SDIO_CK信号。
4、SDIO_ClockPowerSave——省电配置
当总线为空闲时，设置时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）的PWRSAV位可以关闭SDIO_CK时钟输出，降低功耗，具体设置参数如表12-24所示。
5、SDIO_BusWide——总线宽度
SDIO接口定义了3种总线宽度，1bit、4bit、8bit，默认为1bit模式，操作SD卡传输数据时需要配置为4bit模式。该参数主要设置时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）的 WIDBUS 位位，具体设置参数如表12-25所示。
6、SDIO_HardwareFlowControl——硬件流设置
硬件流控制功能可以避免FIFO下溢(发送模式)和上溢(接收模式)错误。该功能主要通过停止SDIO_CK并冻结SDIO状态机，在FIFO不能进行发送和接收数据时，使得总线上数据传输暂停。但是 AHB接口还在工作，仍然可以读出或写入FIFO。通常选择不使用硬件流功能，具体设置参数如表12-26所示。
SD卡初始化也称为SD卡识别，主要分为三部分：卡复位、操作电压确认（卡上电）、卡识别，初始化流程如图12-27所示。在卡识别模式下，主机会复位所有处于“卡识别模式”的卡，以确认工作电压范围，识别卡，并且要求他们发布相对卡地址(Relative Card Address)。这个操作仅通过卡的 CMD线完成的。卡识别模式下，所有数据通信都只通过数据线完成。注意：识别模式时钟频率最大不超过400Khz。
图12-19初始化流程图
主机发送“软复位命令”设置每张卡进入“Idle”状态。只有“Inactive”无效状态的卡不受该命令的影响。其中多媒体卡和SD卡的复位命令为CMD0（GO_IDLE_STATE），而SD I/O卡的复位命令为 CMD51（IO_RW_DIRECT）。
SD卡上电后或执行CMD0后，所有卡的输出端都处于高阻状态，同时所有卡都被初始化至一个默认的相对卡地址(RCA=0x0001)和默认的驱动器寄存器设置(最低的速度，最大的电流驱动能力)。
所有的卡都可以使用规定范围内的电压与主机通信，可支持的最小和最大电压VDD数值由卡上的操作条件寄存器(OCR)定义，SD 2.0协议卡支持2.7V~3.6V供电范围，上电流程如图12-20所示。
（1）在主机和卡交互之初，主机和卡都不清楚相互支持的电压范围，此时就需要双方确认电压范围。主机给供电卡，电压要在250ms之内达到VDD最小值，并且开始提供最少74个时钟信号给SD卡，并保持SDIO_CMD线为高。
（2）上电之后，卡会进入空闲状态（idle ），如果主机使用SD模式，CMD0非必需；如果是SPI模式，第一条命令必须发送CMD0，并且CS保持低电平让卡进入SPI模式。
（3）发送CMD8 命令；该命令是 V2.0 规范新添加的，为的是支持多电压范围，用于检查卡是否支持某个电压。主机在初始化V2.0卡之前，应该发送CMD8并表明主机支持的电压。
（4）发送ACMD41命令；该命令是一个同步命令，用于来识别和拒绝那些不匹配它期望电压范围的卡，循环发送，直到上电时序完成。不能支持指定电压范围的卡在收到ACMD41 后会进入“inactive”状态。如果主机系统连接了多个卡，那么主机应该检查所有卡满足的电压。
图12-20 上电流程
SD卡上电代码如下：
对于SD卡而言，卡识别过程以时钟频率Fod≤400Khz开始，所有SDIO_CMD输出为推挽模式，识别过程如下：
1. 总线被激活
2. SDIO卡主机广播发送SEND_APP_OP_COND(ACMD41)命令
3. 得到的响应是所有卡的操作条件寄存器的内容
4. 不兼容的卡会被置于非激活状态
5. SDIO卡主机广播发送ALL_SEND_CID(CMD2)至所有激活的卡
6. 所有激活的卡发送回他们唯一卡识别号(CID)并进入识别状态。
7. SDIO卡主机发送SET_RELATIVE_ADDR(CMD3)命令和一个地址到一个激活的卡，这个新的地址被称为相对卡地址(RCA)，它比CID短，用于对卡寻址。至此，这个卡转入待机状态。 SDIO卡主机可以再次发送该命令更改RCA，卡的RCA将是最后一次的赋值。
8. SDIO卡主机对所有激活的卡重复上述步骤5至7。
SD卡识别代码如下：
当相对卡地址（RCA）第一次发布后，卡会处于“数据传输模式”，主机会在总线上所有的卡都被识别后进入这个模式。数据传输模式下可以读写SD卡的相关数据。
读写SD卡的操作都是在初始化后基于SD卡命令和响应。当没有数据传输时，DAT线被拉高。当有数据传输时，主机通过SELECT/DESELECT_CARD(CMD7)先选中卡，然后发送SET_BUS_WIDTH(ACMD6)命令选择或取消宽总线(4位总线宽度)操作模式，ACMD6命令仅在传输状态时有效，即只有选中卡后才能改变总线宽度，此时可以对SD卡进行读写操作。
数据传输时，发送方先拉低所有数据线，发送起始位；然后发送连续的数据流，数据流包含了有效数据；最后拉高所有数据线发送结束位。数据传输是和时钟信号同时进行的，数据传输的有效性通过CRC校验值验证。
已知数据传输的基本单位是块（Black）， 由CSD寄存器中的READ_BL_LEN位定义，通过CMD16可以设置数据块的长度。但是对于SDXC和SDHC卡，数据块长度始终为512字节，CMD16不会影响数据块的长度。另外块读是以块为单位的数据传输，通常SD卡上都不允许“读部分块”。为保证数据传输的正确，每个数据块后都有一个CRC校验码。读数据分为单块读和多块读，具体如下：
1、 单块读
单块读，顾名思义就是读取单个数据块的数据。单块读流程为：
（1）主机发送CMD7命令选中卡（总线只有一个SD卡时，可以省略）；
（2）发送CMD16命令设置数据块的有效长度（默认为512Byte） ；
（3）通过SDIO_DataInitTypeDef结构体和SDIO_DataConfig函数设置数据传输的相关
参数；
（4）发送CMD17命令启动单块读并等待SD卡返回响应无错误；
（5）初始化SDIO中断并启动DMA传输，必须保证DMA数据缓冲区按照4字节对齐（缓冲区大小为4的整数倍）；
CMD17(READ_SINGLE_BLOCK)命令用于启动一次读数据块操作，其命令参数中指出了被读数据块的地址，数据块内的任意地址都将指向该数据块。数据从主机命令结束的Nac个周期后开始传输，数据的最后为CRC校验。Nac为标准SD卡访问时间，最小为2个SDIOCLK周期，最大读超时固定为100ms，单块读时序如图12-21 所示。
图12-21单块读命令时序
具体代码如下：
2、多块读
多块读就是读完一个数据块，继续读下一个数据块，直至发送停止命令，多块读流程：
（1）主机发送CMD7命令选中卡（总线只有一个SD卡时，可以省略）；
（2）发送CMD16命令设置数据块的有效长度（一般默认为512Byte） ；
（3）通过SDIO_DataInitTypeDef结构体和SDIO_DataConfig函数设置数据传输的相关参数；
（4）主机发送CMD18命令启动多个数据块的读操作，并等待SD卡返回响应无错误
（5）初始化SDIO中断并启动DMA传输，必须保证DMA数据缓冲区按照4字节对齐；
（6）开始传输数据，直到数据传输完毕或者收到CMD12(STOP_TRANSMISSON)命令；
CMD18（READ_MULTIPLE_BLOCK）为读取多个连续的数据块命令，其参数包含被读数据块的地址（该地址同样可以为数据块内任意地址），SDIO_DataInitTypeDef结构体中定义了待传输的数据量。一旦发送CMD18启动传输，主机间隔Nac个周期读取一次数据，直至读完设定的数据量。一旦收到CMD12停止传输命令，数据传输会在收到停止命令后的两个时钟周期停止，多块读命令时序如图12-22 所示。
图 12-22 多块读命令时序
SD卡多块读代码：
写数据的数据传输格式和读数据类似，写数据前SD卡会自动擦除待写的数据块，并检测每一个数据块的CRC值，只有数据准确无误时才会写入到数据块中。如果发生BLOCK_LEN_ERROR和ADDRESS_ERROR的错误，写命令将不被执行，写数据分为单块写和多块写。
1、单块写
单块写其实就是擦除一个数据块（不需要手动擦除），写入一个数据块。通过执行写数据块命令（CMD24~27）,主机将一个或多个数据块的数据传送到卡，每个数据块之后都有CRC，单块写数据流程如下：
（1）主机发送 CMD7 命令选择一个卡进行写操作（总线只有一个卡时可以忽略）；
（2）主机通过 CMD16命令设置需要进行块传输的有效块长度（默认为512Byte）；
（3）通过SDIO_DataInitTypeDef结构体和SDIO_DataConfig函数设置数据传输的相关参数；
（4）发送 CMD24 作为开始，标明起始地址，等待卡响应无错误 ；
（5）初始化SDIO中断并启动DMA传输；
CMD24（WRITE_BLOCK）为写数据块命令，其参数为待写入数据块地址。主机的数据传输在收到响应后的 Nwr 时钟周期后开始，数据后跟着CRC校验位，允许卡来检查是否有传输错误。卡通过DAT0传回CRC检测结果。如果有错误，那么发送否定CRC状态‘101’。如果没有错误，发送正确 CRC 状态‘010’，以及数据编程处理状态。当发生编程错误的时候，卡会忽略所有后续块。这种情况下，不会有 CRC 响应发给主机，因此，总线上也不会有 CRC 起始位，但是可以读到 3bit 的 CRC 状态‘111’，单块写命令时序如图12-23 所示。
图12-23 单块写命令时序
SD卡单块写代码：
2、多块写
多块写模式，卡会在主机发送写命令之后收到连续的数据块。并且多块写通过预擦除指令（ACMD23）一次性将要写入的所有数据块全部擦除。同单块写类似，数据后跟着 CRC 校验位，允许卡检查数据正确性。多块写数据流程：
（1）主机发送 CMD7 命令选择一个卡进行写操作（总线只有一个卡时可以忽略）；
（2）主机通过 CMD16命令设置需要进行块传输的有效块长度（一般默认为512Byte）；
（3）通过SDIO_DataInitTypeDef结构体和SDIO_DataConfig函数设置数据传输的相关参数；
（4）发送ACMD55告诉卡下一条命令为特定应用命令，而非标准命令；
（5）发送ACMD23设置需要擦除的块的数目，一次性擦除，提高效率
（6）发送CMD25，启动连续写数据块模式
（7）初始化SDIO中断并启动DMA传输；
主机如果想使用“预擦除”功能，应该仅仅在WTITE 命令之前发送 ACMD23。如若不然的话，“预擦除数目”可能会在其他命令执行的时候被自动清除。如果发送CMD12命令，数据传输将被停止，多块写命令时序如图12-24 所示。
图12-24 多块写命令时序
同理，将SD卡单块写和多块写整合为SDWrite函数，使用时直接调用即可，需要注意每次写入的数据需要占用一个单独的块，即使未写满，再次写入时需要从下个数据块开始。
擦除的基本单位是擦除组，擦除组包含若干个数据块（大于等于1），由擦除命令的地址域设定，卡会舍弃未与擦除组大小对齐的部分，把地址边界对齐到擦除组的边界，换句话说，擦除命令会擦除设定地址区域所涉及的所有数据块，而非部分数据块。已知W25Q128擦除后擦除后数据默认全为1，而对于SD卡而言，擦除后的数据是‘0’还是‘1’由SD卡的SCR寄存器的DATA_STAT_AFTER_ERASE(bit55)定义。
擦除流程如下：
（1）主机发送CMD32(ERASE_WR_BLK_START)和CMD33(ERASE_WR_BLK_END)命令定义连续范围的开始和结束地址；
（2）发送CMD38(ERASE)开始擦除。如果顺序不对，卡会设置 ERASE_SEQ_ERROR位到状态寄存器，并且重启整个序列。
注意：SD I/O卡使用ERASE_GROUP_START(CMD35)和ERASE_GROUP_END(CMD36) 命令定义连续范围的开始和结束地址。
如果收到了除CMD13（SEND_STATUS）和擦除命令之外的其它命令，卡在状态寄存器中设置ERASE_RESET位，解除擦除序列并执行新的命令。如果擦除范围包含了写保护数据块，这些块将不被擦除，只有未保护的块被擦除，同时卡在状态寄存器中设置WP_ERASE_SKIP状态位，在擦除过程中，卡拉低SDIO_D信号。
SD卡擦除代码如下：
实际开发中，SD卡多与文件系统搭配使用，为了测试SD卡的相关功能，将第6章的串口读写Flash例程略作修改，改写为串口读写SD卡。
读指令格式：sd-read + Block编号 + 待读取字节数
写指令格式：sd-write + Block编号 + 待写入数据
擦除指令格式：sd-erase + 起始Block编号 + 终止Block编号，如果擦除单个数据块，起始和终止Block块编号相同。
具体代码如下：
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