SD卡是嵌入式設(shè)備中很常用的一種存儲(chǔ)設(shè)備,體積小,容量大,通訊簡(jiǎn)單,電路簡(jiǎn)單所以受到很多設(shè)備廠商的歡迎,主要用來記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的各種信息,以及程序的各種配置信息,很是方便,有這樣幾點(diǎn)是需要知道的
SD卡是基于flash的存儲(chǔ)卡。
SD卡和MMC卡的區(qū)別在于初始化過程不同。SD卡并不是我們通常意義上的手機(jī)擴(kuò)展卡,那種卡叫做TF卡,但是通訊以及驅(qū)動(dòng)模式是類似的.
SD卡的通信協(xié)議包括SD和SPI兩類,SD卡上電之后默認(rèn)處于SD狀態(tài)。
SD卡使用卡內(nèi)智能控制模塊進(jìn)行FLASH操作控制，包括協(xié)議、安全算法、
數(shù)據(jù)存取、ECC算法、缺陷處理和分析、電源管理、時(shí)鐘管理。這些都不需要用戶關(guān)系,這是SD卡廠商做的事情
驅(qū)動(dòng)SD卡主要要實(shí)現(xiàn)讀扇區(qū),寫扇區(qū),初始化,獲取SD卡相關(guān)配置信息這幾個(gè)就可以了,
另外.SD卡本身只是一種數(shù)據(jù)介質(zhì),它不含有文件系統(tǒng),文件系統(tǒng)是一種文件的組織格式,是獨(dú)立于存儲(chǔ)介質(zhì)的一種規(guī)范
標(biāo)準(zhǔn)SD卡引腳序列
SD卡引腳功能表
TF卡引腳排序
TF卡引腳功能表
由此可見,TF卡比SD卡少了一個(gè)VSS引腳,也就是少了一個(gè)供電引腳
另外電路設(shè)計(jì)時(shí)若SD卡使用SPI模式,那么不用的幾根數(shù)據(jù)線應(yīng)加上上拉電阻,否者會(huì)因?yàn)檫@幾根數(shù)據(jù)線的電流震蕩引起電流損耗,造成電路上的不穩(wěn)定
SD卡電路SPI驅(qū)動(dòng)模式
SD卡內(nèi)部有五個(gè)我們可以讀取的寄存器,分別如下
要讀取這些信息就需要與卡通訊,SD通訊是用命令+數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行的,命令格式如下
也就是說,一次SD卡命令發(fā)送一共要發(fā)送6個(gè)字節(jié),對(duì)于SPI通訊而言,就是SPI總線上傳送六個(gè)字節(jié)
字節(jié)1的最高2位固定為01，低6位為命令號(hào)（比如CMD16，
為10000即16進(jìn)制的0X10，完整的CMD16，第一個(gè)字節(jié)為01010000，即0X10+0X40）。
字節(jié)2~5為命令參數(shù)，有些命令是沒有參數(shù)的。對(duì)于沒有參數(shù)的命令默認(rèn)發(fā)送0即可
字節(jié)6的高七位為CRC值，最低位恒定為1,crc計(jì)算遵循以下規(guī)律
GX為生成多項(xiàng)式,具體計(jì)算方法請(qǐng)查看CRC計(jì)算相關(guān),不過有一點(diǎn)好處就是,在SPI驅(qū)動(dòng)模式下,不需要CRC校驗(yàn)(默認(rèn)SD卡在SPI模式下不開啟CRC校驗(yàn),在SD模式下默認(rèn)開始CRC校驗(yàn)),所以我們只需要對(duì)CMD0進(jìn)行CRC就可以了,后面的CRC都可以不管(因?yàn)樵贑MD0之前是SD模式,所以第一個(gè)命令需要,切換之后就不用了),而CMD0的CRC為0x95(加上了之后的一位1)
注:SPI模式下打開crc校驗(yàn)需要用到CMD59的保留命令,請(qǐng)查閱相關(guān)資料
SD卡的命令表如下所示(以下僅寫出SPI模式的CMD)
CMD0復(fù)位SD卡,重置所有卡到Idle狀態(tài),參數(shù)為0
CMD1設(shè)置SD卡到ACTIVATE模式,也就是推出IDLE模式
CMD8發(fā)送接口狀態(tài)命令
CMD9讀取CSD寄存器
CMD10讀取CID寄存器
CMD12在多塊讀取的時(shí)候請(qǐng)求停止讀取
CMD13讀取SD卡狀態(tài)寄存器
CMD16設(shè)置單個(gè)扇區(qū)的大小一般都設(shè)置為512字節(jié)一個(gè)扇區(qū)
CMD17讀取扇區(qū)命令
CMD18讀取多個(gè)扇區(qū)知道發(fā)送停止命令
CMD24寫扇區(qū)命令
CMD25寫多個(gè)扇區(qū)命令
CMD27編輯CSD位
CMD28設(shè)置地址組保護(hù)位。寫保護(hù)由卡配置數(shù)據(jù)的WP_GRP_SIZE指定
CMD29清除保護(hù)位
CMD30要求卡發(fā)送寫保護(hù)狀態(tài),參數(shù)中有要查詢的地址
CMD32設(shè)置要擦除的第一個(gè)寫數(shù)據(jù)塊地址
CMD33設(shè)置要擦除的最后一個(gè)寫數(shù)據(jù)塊地址
CMD38擦除所有選中的塊
CMD42設(shè)置SD卡的解鎖或者上鎖
CMD55告訴SD卡下一個(gè)命令式卡應(yīng)用命令,不是標(biāo)準(zhǔn)命令
CMD56應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)塊讀寫命令
CMD58讀取OCR信息
CMD59設(shè)置crc校驗(yàn)的使能與關(guān)閉(前面說到過)
ACMD13發(fā)送SD卡狀態(tài)
ACMD18保留作為SD安全應(yīng)用(也就是這命令沒用)
ACMD22發(fā)送寫數(shù)據(jù)塊的數(shù)目。響應(yīng)為32位+CRC
ACMD23設(shè)置寫前預(yù)擦除的數(shù)據(jù)塊數(shù)目(用來加速多數(shù)據(jù)塊寫操作)?！?”=默認(rèn)(一個(gè)塊)(1)
不管是否使用ACMD23，在多數(shù)據(jù)塊寫操作中都需要STOP_TRAN(CMD12)命令
ACMD25 26 38保留作為安全應(yīng)用
ACMD41要求訪問的卡發(fā)送它的操作條件寄存器(OCR)內(nèi)容
ACMD42連接[1]/斷開[0]卡上CD/DAT3(pin 1]的50K歐姆上拉電阻。上拉電阻可用來檢測(cè)卡
ACMD43-49保留作為安全應(yīng)用
ACMD51讀取SD配置寄存器SCR
ACMD命令,全稱應(yīng)該是application CMD,所以使用ACMD都需要在發(fā)送CMD55之后
發(fā)出命令后會(huì)收到相應(yīng)的響應(yīng),所有響應(yīng)通過CMD線傳輸，響應(yīng)以MSB開始，不同類型的響應(yīng)長(zhǎng)度根據(jù)類型不同而不同。
響應(yīng)以起始位開始(通常為“0”)，接著這是傳輸方向的位（卡為0）。除了R3外其他
響應(yīng)都有CRC。每個(gè)響應(yīng)都以結(jié)束位(通常為“1”)結(jié)束。,SD卡響應(yīng)格式有多種
1.R1響應(yīng)
2.R1b響應(yīng)
多了一個(gè)忙數(shù)據(jù)
3.R2響應(yīng)
4.R3響應(yīng)(針對(duì)于read ocr的響應(yīng)CMD58)
5.響應(yīng)R4和R5都是正對(duì)于SD mode的響應(yīng)
6.針對(duì)CMD8命令的響應(yīng)R7
SD卡的初始化以及識(shí)別過程(為了方便起見,我們只檢測(cè)響應(yīng)的R1狀態(tài))
1.初始化與SD卡連接的硬件條件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2.上電延時(shí)（>74個(gè)CLK）(為了讓卡正常啟動(dòng))
3.復(fù)位卡（CMD0），進(jìn)入IDLE狀態(tài),檢測(cè)R1的最低位,是否為閑置狀態(tài)
4.發(fā)送CMD8，檢查是否支持2.0協(xié)議,因?yàn)檫@個(gè)命令是在2.0的協(xié)議里面才添加的
5.根據(jù)不同協(xié)議檢查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6.取消片選，發(fā)多8個(gè)CLK，結(jié)束初始化
具體請(qǐng)查看下圖
以下是網(wǎng)絡(luò)上找到的一份經(jīng)我修改之后的SD卡驅(qū)動(dòng),不完全符合SD卡標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng),但是我用著一直還蠻正常,大家有興趣可以看看改改
Spisd.c
#include"spisd.h"
//預(yù)定義SD卡類型
u8SD_Type=0;//SD卡的類型
//這部分應(yīng)根據(jù)具體的連線來修改!
#defineSD_CSPAout(4)//SD卡片選引腳
//data:要寫入的數(shù)據(jù)
//返回值:讀到的數(shù)據(jù)
staticu8SdSpiReadWriteByte(u8data)
{
returnSpi1ReadWriteByte(data);
}
//SD卡初始化的時(shí)候,需要低速
staticvoidSdSpiSpeedLow(void)
{
Spi1SetSpeed(SPI_SPEED_256);//設(shè)置到低速模式用于初始化，最高spi速度為400k
}
//SD卡正常工作的時(shí)候,可以高速了
staticvoidSdSpiSpeedHigh(void)
{
Spi1SetSpeed(SPI_SPEED_4);//設(shè)置到高速模式初始化完成之后進(jìn)行，最高可到25M，不過一般不用
}
staticvoidSdIOInit(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化A4
SD_CS=1;
Spi1Init();//初始化SPI接口
SdSpiSpeedLow();//初始化設(shè)置為低速
}
//等待卡準(zhǔn)備好
//返回值:0,準(zhǔn)備好了;其他,錯(cuò)誤代碼
staticu8SdWaitReady(void)
{
u32t=0;
do
{
if(SdSpiReadWriteByte(0XFF)==0XFF)return0;//OK
t++;
}while(t<0XFFFFFF);//等待
return1;
}
//取消選擇,釋放SPI總線
voidSD_DisSelect(void)
{
SD_CS=1;
SdSpiReadWriteByte(0xff);//提供額外的8個(gè)時(shí)鐘
}
//選擇sd卡,并且等待卡準(zhǔn)備OK
//返回值:0,成功;1,失敗;
u8SdSelect(void)
{
SD_CS=0;
if(SdWaitReady()==0)return0;//等待成功
SD_DisSelect();
return 1;//等待失敗
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