mplab-code-configurator-spi-sd-micro-sd

今回はSPIです。SPI通信する周辺機器にSDカードが有ります。今回はSDカードへのデータの読み書きを目標にします。

まずはハードから

以下は今回使用したSDカードリーダーです。アマゾンで買いました。

回路と実際は以下の通り。

追加部分は青い四角で囲まれた部分です。
今回使用するのはSDカードリーダーとLED部です。その他は無くても動きます。
SDカードリーダーとPICは下記の4本と　GND　2本、　3.3V　1本の計7本をケーブルでつないでいます。

リーダー側	PIC側
CS	RB10
MISO	RB13
SCK	RB12
MOSI	RB11

次はソフト

いつも通り、PIC24FJ64GA002　用プロジェクト名　”SPI”　で空のプロジェクトを作成して下さい。作成後MCCを起動して下さい。

Device Resourcesの欄で　SPIをクリック。その中の　SPI1　を選択すると
Project ResourcesにSPI1が追加されます。
今回はSystem Moduleを変更します。データの読み書きを想定しているのでMAXクロックに設定します。
FRC Postscalerにチェック。
Postscalerを１：１
PLL Enableをチェック。これでMAXクロック　Fosc＝３２MHzになります。

この画面でPIN Managerタブをクリックしてピンの割付を行います。

RB10はCS　GPIO　出力
RB11はSPI　MOSI　出力
RB12はSPI　SCK　出力
RB13はSPI　MISO　入力
RB15はLED点滅用　GPIO　出力

続いてSPIの詳細を設定して行きます。

Project ResouecesのSPI１をクリック。右側に設定画面が表示されます。
Enable SPIをチャック
８ビットを選択
Primary Prescalerを１：１を選択
Secondary Prescaler を１：１を選択　これで、SPIの周波数は１６MHzになります。
ここで、Pin Moduleを選択してピンの状態を再確認します。
右側にピンの状態が表示されます。PR10,11,12,15が出力になっている事を確認
最後に、Generate　ボタンを押して終了です。

コードはいつも通り、MCC Generated Filesフォルダーに保存されます。そこに　SPI1.c　というファイルが有ります。これが今回作成されたSPI用のファイルです。

170行：　uint8_t SPI1_Exchange8bit( uint8_t data )
- SPI通信用関数。１バイト送信用
- 相手からのデータを返す
179行：　uint16_t SPI1_Exchange8bitBuffer(uint8_t *dataTransmitted, uint16_t byteCount, uint8_t *dataReceived)
- SPI通信用関数。複数バイト送信用
- 相手からのデータを返す

この２つの関数を使ってSPI通信を行います。

SDカード読み書き用のソフト

SDカード読み書き用のソフトがなかなか見つかりません。本家のMicrochipのHPにそれらしきソースを見つけましたが容量が大きくてPIC24FJ64の64Kbyteではメモリーが足らない様です。

以前（かなり前）MicrochipがFAT16対応の比較的サイズの小さいソースを公開していた事を思い出しHPを探したのですが流石に有りませんでした。当時ダウンロードしたのですが、度重なるOS更新時に無くしてしまった様です。

そこで、PICの聖地　”電子工作の実験室”　に行ったら有りました。本体は　MP3プレーヤー　ですが、曲データをSDカードから読み出しています。それに嬉しい事に使っているPICはPIC24Fです。そこでSDカードに関係する部分のみ抜き出してソースを見て行くと、SDカードとの通信部分のみ今回MCCで作成したコードに置き換えれば動くように見えます。そしてそこを修正したら見事に動きました。実はその他にも修正箇所が有るのでソースを見ながら説明します。

必要なソース

必要はソースは下記の７つです。

ファイル名	説明
FSIO.c	ファイルシステムの中心ファイル。
FSIO.h	そのヘッダーファイル。
SD-SPI.c	SDカードとPICの通信用ファイル。
SD-SPI.h	そのヘッダーファイル。
FSconfig.h	Memory Disk Driveの指定。ファイル機能の設定する為のヘッダーファイル
FSDefs.h	ファイルシステム状態パラメータ用ヘッダーファイル
GenericTypeDefs.h	PIC PIN 定義ヘッダーファイル。

以下に主な変更点を説明します。

SD-SPI.c ：PICとSDカード間の通信を行うソース。

SDカードに書き込む部分を修正しました。
- unsigned char WriteSPIM( unsigned char data_out )
- コメント部分（/* */で囲われた部分）がオリジナルのコードです。
  - １バイトの引数をSPIを使ってSDカードに送る
  - 送信が完了すると、”０”を戻り値として返す
  - 戻り値は呼び出した関数では使われない。
- uint8_t SPI1_Exchange8bit( uint8_t data )関数がこれと同じ働きをします
  - retrunを使ってSPI1_Exchange8bit()の戻り値をWriteSPIM(）の戻り値に使用。

SDカードからの読み込み部です。
- BYTE ReadMedia(void)
- コメント部分（/* */で囲われた部分）がオリジナルのコードです。
  - ダミーで１バイト（0xFF)を送る。
  - SDカードからデータが送られて来るとそれを返す
uint8_t SPI1_Exchange8bit( uint8_t data )関数で以下の様に代用
- SPI1_Exchange8bit( )　にダミーの引数 0xFFを与える。
- 帰って来た戻り値をそのままReadMedia()関数の戻り値に使用

メディア検出部の削除：BYTE MediaDetect()
- このソフトはハードがSDカードの挿入を検出する機能を持っている事を前提としています。
- 今回のハードのその機能が無いので、関係する箇所をコメントアウトしています。
  - SD_CD_TRIS：検出用ピンのIO設定用変数
  - MediaDetect()：検出関数
- よって、カードの検出機能は有りません。リーダーにカードが入っている事が前提です。

ライトプロテクトの編集
- このソフトはハードがSDカードのライトプロテクトを検出する機能を持っている事を前提としています。
- 今回のハードのその機能が無いので、関係する箇所を修正しています。
  - SD_WE_TRIS：検出用ピンのIO設定用変数ー＞コメントアウト
  - BYTE WriteProtectState(void)：検出関数
    - この関数は他の部分で使用されているためコメントアウト出来ない。
    - 戻り値に　０　を返し、プロテクトがかかっていない状態にしている。
- よって、カードの検出機能は有りません。プロテクトがかかっていない事が前提です。
- つまり実際にライトプロテクトがかかっていてもかかっていないと判断します。

SD-SPI.h

ハードの設定を行っています。CSやSPI用の各ピンはここで設定されています。

各変数とピンの対応は以下の通り。

説明	定数	設定
チップセレクトピン	SD_CS　/　SD_CS_TRIS	RB10を指定
メディア検出用ピン	SD_CD　/　SD_CD_TRIS	コメントアウト
ライトプロテクト検出用ピン	SD_WE　/　SD_WE_TRIS	コメントアウト
SPI　クロック　（SCK)	SPICLOCK	RB12を指定
SPI　MISO	SPIIN	RB13を指定
SPI　MOSI	SPIOUT	RB11を指定