STM32F4xx 의 SDIO 통신방식으로 u-SD Card 를 다뤄 보겠습니다.


여러가지 예제를 보고 그대로 했는데도 자꾸 실수를 하는 바람에,
동작 시키기까지 하루 종일 걸렸네요. ^^

SD 카드 모듈은 Waveshare 에서 만든 그냥 u-SD Card 모듈인데, 엘레파츠에서 샀습니다.



Nucleo 보드와 SD Card 모듈의 H/W 연결은 다음과 같습니다.



실제 연결한 그림입니다. 사진을 잘 못 찍어서 이렇네요. ^^



SDIO의 큐브에서 설정은 다음과 같습니다. SDIO 를 넣었더니 clock 설정에서 APB1 peripheral clocks(MHz) 가 42MHz 이하로 줄여야 한다고 에러가 나서 42MHz로 맞추다 보니 시스템 클럭은 84MHz로 줄어 버렸습니다.



SDIO 4Bit 핀아웃은 다음과 같습니다. 데이터버스 4개,CLK,CMD 로 총 6개의 I/O 가 사용되고 경우에 따라서 CD(Card Detect) 입력을 1개 쓸 수도 있습니다. 일단은 테스트니까, CD는 사용 안했습니다.



프로그램은 그냥 Polling으로 처리했습니다. 나중에 DMA를 사용하면 아주 빠르다고 하네요.
프로그램은 
1. SD card 초기화하고, 
2. 텍스트 파일을 1개 만들어서 , 
3. 파일에 스트링을 몇자 쓰고 ,
4. 파일을 닫아서,
5. PC에서 SD Card를 읽어서 확인해 봤습니다.

다른 것은 별 어려움이 없었는데, 4Bit Wire로 바꾸는 것이 좀 어려웠습니다.
어딘가에서 바뀔 수도 있는지 모르겠는데, BSP_SD_Init(); 함수를 실행해야 4비트 방식으로 바뀌는 것인데..
프로그램 어디에도 BSP_SD_Init();함수를 실행하지를 않아서 SD Card 초기화 하고 나서 main()함수안에 BSP_SD_Init(); 함수를 실행하도록 수정했습니다.

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint8_t i;
    char tx_buf[100];
    uint8_t file_path[13] = "testfile.txt";
    file_path[12] = '\0';
    uint8_t testBuffer[16] = "SD write success";
    UINT testBytes;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_SDIO_SD_Init();
  MX_FATFS_Init();

  /* Initialize interrupts */
  MX_NVIC_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */
for (i=0;i<10;i++)
{
sprintf(tx_buf,"UART Test ... [%3d] \n\r",i);
HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)tx_buf,cus_Size_of(tx_buf),3);
}
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);

BSP_SD_Init();

   :
   :
   :
}




다음은 이 프로그램에 의해 UART로 response 를 출력해 본 내용입니다. (제가 디버그용으로 UART를 주로 쓰는 편이라..)
response 가 0 이면 정상입니다.



다음은 SD card 내용과 그안에 만들어진 텍스트 파일의 내용입니다.





소스파일 첨부 합니다.


I2C 통신으로 간단하게 EEPROM(AT24C04) 를 읽기/쓰기 테스트 해 봤습니다.


예전에 PSOC4로 해 놓은 자료가 있으니까, 자세한 설명은 빼고 동작 테스트만 해 보겠습니다.

먼저 I2C 인터럽트를 사용하여 데이터를 보내고 받는 함수들은 다음과 같습니다. 
1. HAL_I2C_Master_Transmit_IT()
   : I2C 인터럽트를 사용하여 데이터를 보내는(Write) 함수
2. HAL_I2C_MasterTxCpltCallback()
   : I2C 인터럽트를 사용하여 데이터를 보내고 다 보내면 인터럽트에 의해 호출되는 함수
3. HAL_I2C_Master_Receive_IT()
   : I2C 인터럽트를 사용하여 데이터를 받는(Receive) 함수
4. HAL_I2C_MasterRxCpltCallback()
   : I2C 인터럽트를 사용하여 정해진 개수의 데이터를 다 받으면 인터럽트에 의해 호출되는 함수

위의 함수들은 stm32f4xx_hal_i2c.c 파일에 정의되어 있습니다. 
HAL_I2C_MasterTxCpltCallback(), HAL_I2C_MasterRxCpltCallback() 과 같은 콜백함수는 __weak 키워드를 없애고
main.c 파일에 복사해서 내부 내용을 바꿔서 쓰면 인터럽트가 걸릴때 마다 콜벡함수를 호출하게 됩니다.

이 파일의 위치는 다음과 같습니다.



친구 돌잔치를 가봐야 해서 main.c 에서 EEPROM 읽고 쓰는 부분을 그림으로 올려 놓겠습니다.







[16 Byte Write 오실로 스코프 파형]





[Word Address Write 오실로 스코프 파형]





[16 Byte Read 오실로 스코프 파형]



소스 파일 첨부합니다.

I2C_test (2).zip


이제 I2C 통신 테스트를 해 보려고 합니다.


먼저 Cube 툴에서 I2C1 을 선택했더니, PB6(I2C1_SDA) , PB7(I2C_SCL) 로 핀아웃이 배정되는군요.



Nucleo 보드의 핀위치는 다음과 같습니다.



현재 제가 갖고 있는 I2C 테스트하기 가장 좋은 놈이 하나 있군요. 예전에 PSOC4로 I2C를 테스트하려고 산 EEPROM 모듈(AT24C04)가 있어서 Nucleo 보드와 위의 핀에 연결해 봤습니다.



I2C 테스트 코드를 IRQ 용으로 작성을 했는데, 아직은 IRQ 처럼 사용하지는 않았습니다.
그저 Write 테스트를 해 보려했습니다.

I2C Write 방식은 
'시작 + 7비트 DEVICE ADDRESS + R/W + ACK(EEPROM 에서 응답) + 끝' 이 기본이고,

여기서 추가로 데이터를 몇개 더 보낼 때는,
'시작 + 7비트 DEVICE ADDRESS + R/W + ACK(EEPROM 에서 응답) + 8비트 데이터#1 + ACK(EEPROM 에서 응답)
 + 8비트 데이터#2 + ACK(EEPROM 에서 응답) + ....+ 8비트 데이터#n + ACK(EEPROM 에서 응답) + 끝' 과 같이 하면 됩니다.

I2C 디바이스는 각각 고유의 DEVICE ADDRESS가 있는데, 위의 AT24C04 모듈의 DEV ADDR 은 0x50 입니다.
따라서 main.c 에 어드레스를 다음과 같이 정의했습니다.
#define I2C_ADDRESS        0x50

그리고 main() 함수에 다음을 추가해서 오실로 스코프로 찍어볼 준비를 했구요.
(I2C 설정은 Cube 툴에서 해주니 설정에 관한 설명은 생략합니다)

   i2c_tx_buf[0] = 0x01;
   i2c_tx_buf[1] = 0x02;
   i2c_tx_buf[2] = 0x03;
    if(HAL_I2C_Master_Transmit_IT(&hi2c1, (uint16_t)I2C_ADDRESS, i2c_tx_buf, 3)!= HAL_OK)
    {
      /* Error_Handler() function is called in case of error. */
      Error_Handler();
    }

그런데 스코프로 찍어 보니, 7비트 어드레스만 우측으로 1비트 밀려서 나가고 더이상 데이터가 나오지 않아서
자세히 보니, 어드레스를 좌측으로 1비트 밀어야 ACK가 응답으로 오면서 후속 데이터가 제대로 나가겠구나 .. 라는 생각이 드네요.

그래서 DEVICE Address 를 다음과 같이 수정했고,
#define I2C_ADDRESS        (0x50 << 1)

오실로 스코프의 파형도 정상으로 나왔습니다.



소스 파일 첨부합니다.

I2C_test.zip


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