SD卡学习（SDIO和SPI模式）
SD卡學(xué)習(xí)（SDIO和SPI模式）
** SD卡的操作模式：SD卡模式（SDIO）、SPI模式(默認為SD模式)。
其中SD卡模式的信號線有：CLK、CMD、DAT0-DAT3，6根線。
SPI模式的信號線有：CS、CLK、MISO（DATAOUT）、MOSI(DATAIN),4根線。
SD卡只能使用3.3V的I/O電平。SPI模式下信號線要加10-100K的上拉電阻。
SD卡有五個寄存器：
| CID | 128 | 卡標識寄存器 |
| RCA | 16 | 相對地址寄存器（Relative Card Address）：本地系統(tǒng)中卡的地址，動態(tài)變化，在主機初始化的時候確定，SPI模式中沒有。 |
| CSD | 128 | 卡描述數(shù)據(jù)：卡操作條件相關(guān)的信息數(shù)據(jù) |
| SCR | 64 | SD配置寄存器：SD卡特定信息數(shù)據(jù) |
| OCR | 32 | 操作條件寄存器 |
SD卡的命令格式：
命令CMD0就是0，CMD16就是16，以此類推。
SPI命令格式為6字節(jié)構(gòu)成，高位在前（MSB）。
| 7 | 6 | 5-0 |
| 0 | 1 | command |
字節(jié)1的最高2位固定是01,低6位為命令號（CMD0就是0，CMD16就是16，以此類推），字節(jié)2-5為命令參數(shù)，有些命令是沒有參數(shù)的；字節(jié)6的高7位為CRC，最低位恒為1。
SD卡的命令總共有12類，下表為幾個比較重要的命令：
SD卡的主要相關(guān)各種命令解析
CMD0： SD卡進入IDLE和復(fù)位SD卡
CMD1： 讀OCR，是否為SD卡
CMD2： 獲取卡CID信息
CMD3： 獲取SD卡所分配的相對地址
CMD9： 獲取SD卡的存儲信息（容量、塊大小等）
CMD12：停止傳輸操作
CMD13：獲取卡的狀態(tài)
CMD16：設(shè)置SD卡塊大小
CMD17：使SD卡進入傳輸狀態(tài)、讀取單個塊
CMD18: 使SD卡進入傳輸狀態(tài)、讀取多個塊，直到收到CMD12為止
CMD24：使SD卡進入傳輸狀態(tài)、寫入單個塊
CMD25: 使SD卡進入傳輸狀態(tài)、寫入多個塊
| CMD0(0X00) | NONE | R1 | 復(fù)位SD卡 |
| CMD8(0X08) | VHS+Check Pattern | R7 | 發(fā)送接口狀態(tài)命令 |
| CMD9(0X09) | NONE | R1 | 讀取卡特定數(shù)據(jù)寄存器 |
| CMD10(0X0A) | NONE | R1 | 讀取卡標志數(shù)據(jù)寄存器 |
| CMD16(0X10) | 塊大小 | R1 | 設(shè)置塊大小（字節(jié)數(shù)） |
| CMD17(0X11) | 地址 | R1 | 讀取一個塊的數(shù)據(jù) |
| CMD24(0X18) | 地址 | R1 | 寫入一個塊的數(shù)據(jù) |
| CMD41(0X29) | NONE | R3 | 發(fā)送給主機容量支持信息和激活卡初始化過程 |
| CMD55(0X37) | NONE | R1 | 告訴SD卡，下一個是特定應(yīng)用命令 |
| CMD58(0X3A) | NONE | R3 | 讀取OCR寄存器 |
SD卡和單片機的通信采用發(fā)送應(yīng)答機制:
| 位 |
| 含義 |
初始化SD卡過程：
SPI操作模式下：在SD卡收到復(fù)位命令時，CS為有效電平（低電平），則SPI模式被啟用，在發(fā)送CMD之前要先發(fā)送74個時鐘，64個為內(nèi)部供電上升時間，10個用于SD卡同步；之后才能開始CMD操作，在初始化時CLK時鐘不能超過400KHz。
接著我們看看SD卡的初始化，** SD卡的典型初始化過程如下：**
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（>74個CLK）；
3、復(fù)位卡（CMD0），進入IDLE狀態(tài)；
4、發(fā)送CMD8，檢查是否支持2.0協(xié)議；
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CLK，結(jié)束初始化
這樣我們就完成了對SD卡的初始化，注意末尾發(fā)送的8個CLK是提供SD卡額外的時鐘，完成某些操作。通過SD卡初始化，我們可以知道SD卡的類型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以開始讀寫數(shù)據(jù)了。
SD卡讀取數(shù)據(jù)，這里通過CMD17來實現(xiàn)，具體過程如下：
1、發(fā)送CMD17；
2、接收卡響應(yīng)R1；
3、接收數(shù)據(jù)起始令牌0XFE；
4、接收數(shù)據(jù)；
5、接收2個字節(jié)的CRC，如果不使用CRC，這兩個字節(jié)在讀取后可以丟掉。
6、禁止片選之后，發(fā)多8個CLK；
以上就是一個典型的讀取SD卡數(shù)據(jù)過程，SD卡的寫于讀數(shù)據(jù)差不多，寫數(shù)據(jù)通過CMD24來實現(xiàn)，具體過程如下：
1、發(fā)送CMD24;
2、接收卡響應(yīng)R1；
3、發(fā)送寫數(shù)據(jù)起始令牌0XFE；
4、發(fā)送數(shù)據(jù)；
5、發(fā)送2字節(jié)的偽CRC；
6、禁止片選之后，發(fā)多8個CLK；
以上就是一個典型的寫SD卡過程。關(guān)于SD卡的介紹，我們就介紹到這里，更詳細的介紹請參考光盤SD卡的參考資料（SD卡2.0協(xié)議）。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的SD卡学习（SDIO和SPI模式）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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