【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!。

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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

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。
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)
在pj.conf文件中添加文件系统和 DISK 驱动。

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！