【笔记分享】NCS/Zephyr 使能SPI SD卡方法介绍

本专栏由非官方人员 王小小海 所著,其内容主要记录了在开发NCS的过程中遇到的一些问题和解决方法,还有一些应用的例程。作者本人也是在实践应用中遇到的问题,想着把这些问题分享给可能遇到的朋友。仅仅做个人技术交流分享,不做任何商业用途。如有不对之处,请留言,本人及时更改。

本专栏不涉及基础的安装和环境搭建问题,本例程开发使用NCS 2.9.0开发,还请注意!。


所有分享内容

笔记分享

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  10. 【nRF54H20】基础介绍与使用介绍
  11. 【笔记分享】nRF54H20 SPI速率范围记录

应用分享

暂无


前言

在使用 nRF5340 LE Audio的时候需要记录音频数据,这时候我们可以使用 SPI Nor Flash 或者 SD卡,当然最性价比高的当然是使用SD卡,那么这次我们主要分享如何在NCS上使能SPI SD卡,并且挂载SD卡进行读写。

操作步骤

  1. 首先我们任意创建一个工程。这里我使用的 BLE的 LBS工程,当然不管是什么工程,方法都是一样的。

  2. 添加一个设备树,app.overlay (这是最快的,当然可以建立 boards 文件夹然后建立对应板子的.overlay文件)

  3. 在pj.conf文件中添加 文件系统和 DISK 驱动。

  1. 编写驱动,测试对应SD卡注册状态。这里我们创建一个 sd_card.c文件里面 包含了 初始化SD卡、查询卡的大小、文件系统的打开、读写、关闭功能。并将此文件添加到CMakeLists.txt中。
具体代码

设备树

需要根据具体SPI修改对应设备树

复制代码
&pinctrl {

	spi4_default: spi4_default {
		group1 {
			psels = <NRF_PSEL(SPIM_SCK, 0, 8)>,
				<NRF_PSEL(SPIM_MOSI, 0, 9)>;
			/* Workaround for issue with PCA10121 v0.7.0
			 * related to SD-card
			 */
			nordic,drive-mode = <NRF_DRIVE_H0H1>;
		};
		group2 {
			psels = <NRF_PSEL(SPIM_MISO, 0, 10)>;
		};
	};

	spi4_sleep: spi4_sleep {
		group1 {
			psels = <NRF_PSEL(SPIM_SCK, 0, 8)>,
				<NRF_PSEL(SPIM_MISO, 0, 10)>,
				<NRF_PSEL(SPIM_MOSI, 0, 9)>;
			low-power-enable;
		};
	};
};

&spi4 {
	compatible = "nordic,nrf-spim";
	status = "okay";
	cs-gpios = <&gpio0 17 GPIO_ACTIVE_LOW>;
	pinctrl-0 = <&spi4_default>;
	pinctrl-1 = <&spi4_sleep>;
	pinctrl-names = "default", "sleep";
	sdhc0: sdhc@0 {
		compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
		reg = <0>;
		status = "okay";
		sdmmc {
			compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
			status = "okay";
		};

		spi-max-frequency = <32000000>;
	};
};

pj.conf文件

复制代码
# Enable SDHC interface
CONFIG_DISK_DRIVERS=y

CONFIG_FILE_SYSTEM=y
CONFIG_FAT_FILESYSTEM_ELM=y
CONFIG_FS_FATFS_LFN=y

SD卡测试代码

复制代码
/*
 * Copyright (c) 2018 Nordic Semiconductor ASA
 *
 * SPDX-License-Identifier: LicenseRef-Nordic-5-Clause
 */

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/device.h>
#include <zephyr/storage/disk_access.h>
#include <zephyr/fs/fs.h>
#include <ff.h>
#include <string.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>
#include <zephyr/devicetree.h>
#include <string.h>

#include <zephyr/logging/log.h>
LOG_MODULE_DECLARE(sd_card);

#define SD_ROOT_PATH "/SD:/"
/* Round down to closest 4-byte boundary */
#define PATH_MAX_LEN ROUND_DOWN(CONFIG_FS_FATFS_MAX_LFN, 4)

static const char *sd_root_path = "/SD:";
static FATFS fat_fs;
static bool sd_init_success;

static struct fs_mount_t mnt_pt = {
    .type = FS_FATFS,
    .fs_data = &fat_fs,
};

int sd_card_open(char const *const filename, struct fs_file_t *f_seg_read_entry)
{
    int ret;
    char abs_path_name[PATH_MAX_LEN + 1] = SD_ROOT_PATH;
    size_t available_path_space = PATH_MAX_LEN - strlen(SD_ROOT_PATH);

    if (!sd_init_success)
    {
        return -ENODEV;
    }

    if (strlen(filename) > CONFIG_FS_FATFS_MAX_LFN)
    {
        LOG_ERR("Filename is too long");
        return -ENAMETOOLONG;
    }

    if ((strlen(abs_path_name) + strlen(filename)) > PATH_MAX_LEN)
    {
        LOG_ERR("Filepath is too long");
        return -EINVAL;
    }

    strncat(abs_path_name, filename, available_path_space);

    LOG_INF("abs path name:\t%s", abs_path_name);

    fs_file_t_init(f_seg_read_entry);

    ret = fs_open(f_seg_read_entry, abs_path_name, FS_O_READ);
    if (ret)
    {
        LOG_ERR("Open file failed: %d", ret);
        return ret;
    }

    return 0;
}

int sd_card_read(char *buf, size_t *size, struct fs_file_t *f_seg_read_entry)
{
    int ret;

    ret = fs_read(f_seg_read_entry, buf, *size);
    if (ret < 0)
    {
        LOG_ERR("Read file failed. Ret: %d", ret);
        return ret;
    }

    *size = ret;

    return 0;
}

int sd_card_close(struct fs_file_t *f_seg_read_entry)
{
    int ret;

    ret = fs_close(f_seg_read_entry);
    if (ret)
    {
        LOG_ERR("Close file failed: %d", ret);
        return ret;
    }

    return 0;
}

int sd_card_init(void)
{
    int ret;
    static const char *sd_dev = "SD";
    uint64_t sd_card_size_bytes;
    uint32_t sector_count;
    size_t sector_size;

    ret = disk_access_init(sd_dev);
    if (ret)
    {
        LOG_DBG("SD card init failed, please check if SD card inserted");
        return -ENODEV;
    }

    ret = disk_access_ioctl(sd_dev, DISK_IOCTL_GET_SECTOR_COUNT, &sector_count);
    if (ret)
    {
        LOG_ERR("Unable to get sector count");
        return ret;
    }

    LOG_DBG("Sector count: %d", sector_count);

    ret = disk_access_ioctl(sd_dev, DISK_IOCTL_GET_SECTOR_SIZE, &sector_size);
    if (ret)
    {
        LOG_ERR("Unable to get sector size");
        return ret;
    }

    LOG_DBG("Sector size: %d bytes", sector_size);

    sd_card_size_bytes = (uint64_t)sector_count * sector_size;

    LOG_INF("SD card volume size: %lld B", sd_card_size_bytes);

    mnt_pt.mnt_point = sd_root_path;

    ret = fs_mount(&mnt_pt);
    if (ret)
    {
        LOG_ERR("Mnt. disk failed, could be format issue. should be FAT/exFAT");
        return ret;
    }

    sd_init_success = true;

    return 0;
}

结束语

好的,本次分享基本上就是这些。

有不明白的地方欢迎提问,也厚脸皮要个赞或者关注,谢谢各位啦。

如果有哪位朋友需要定制方案,也可以联系私信我。感谢大家的浏览。


本系列文章大多数是本人遇到和解决过的问题,难有疏忽之处,有什么问题或者不明白的地方,欢迎留言询问!

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