掌握 SD 卡協議原理，用 STM32F103 完成對 SD 卡的數據讀取（FAT文件模式）。

目錄

• 一、SD 卡協議
• • 1. SD 卡
  • • 概述
  • 2. SD 卡總線
  • • 協議
    • 命令
    • 響應
  • 3.STM32 的 SDIO 功能
• 二 、SD 卡的數據讀取（工程、代碼）
• • 1. 創建項目
  • 2.代碼文件
• 三、SD卡數據讀取（電路，實現）
• • 1.電路連接
  • 2. 注意事項
  • 3.結果展示
• 四、總結

一、SD 卡協議

1. SD 卡

SD存儲卡是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，由于它體積小、數據傳輸速度快、可熱插拔等優良的特性，被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數碼相機、平板電腦和多媒體播放器等。

概述

SD存儲卡(Secure Digital Memory Card)是一種基于半導體快閃存儲器的新一代高速存儲設備。SD存儲卡的技術是從MMC卡(MultiMedia Card格式上發展而來，在兼容SD存儲卡基礎上發展了SDIO(SD Input/ Output)卡，此兼容性包括機械，電子，電力，信號和軟件，通常將SD、SDIO卡俗稱SD存儲卡。
SD卡具有高記憶容量、快速數據傳輸率、極大的移動靈活性以及很好的安全性，它被廣泛地應用于便攜式裝置上，例如數碼相機、平板電腦和多媒體播放器等。
SD卡的結構能保證數字文件傳送的安全性，也很容易重新格式化，所以有著廣泛的應用領域。音樂、電影等多媒體文件都可以方便地保存到SD卡中。目前市場上SD卡的品牌很多諸如:SANDISK、Kingmax、Panasonic和Kingston。
SD卡作為一種新型的存儲設備，具有以下特點:
**●高存儲容量：**最常用的容量：8GB、16GB、32GB、128GB、256GB等。
**●內置加密技術：**適應基于SDMI協議的著作版權保護功能。
**●高速數據傳送：**最大讀寫速率為100MB/s。
**●體積輕小：**便于攜帶，具有很強的抗沖擊能力。

• SDIO 全稱是安全數字輸入/輸出接口，多媒體卡(MMC)、SD 卡、SD I/O 卡都有 SDIO 接口。
• STM32F10x 系列控制器有一個 SDIO 主機接口，它可以與 MMC 卡、SD 卡、SD I/O 卡以及CE-ATA 設備進行數據傳輸。MMC 卡可以說是 SD 卡的前身，現階段已經用得很少。
• SD I/O 卡本身不是用于存儲的卡，它是指利用 SDIO 傳輸協議的一種外設。比如 Wi-Fi Card，它主要是提供 Wi-Fi 功能，有些 Wi-Fi 模塊是使用串口或者 SPI 接口進行通信的，但 Wi-Fi SDIO Card 是使用 SDIO 接口進行通信的。并且一般設計 SD I/O 卡是可以插入到 SD 的插槽。
• CE-ATA 是專為輕薄筆記本硬盤設計的硬盤高速通訊接口。

2. SD 卡總線

SD 卡一般都支持 SDIO 和 SPI 這兩種接口。
STM32F42x 系列控制器的 SDIO 是不支持 SPI 通信模式的，如果需要用到 SPI 通信只能使用 SPI 外設。
具體的 SPI 通信方式可以參看我之前的博客：基于 SPI 協議用 0.96 寸 OLED 顯示漢字及溫濕度數據
SD 卡使用 9-pin 接口通信，其中 3 根電源線、1 根時鐘線、1 根命令線和 4 根數據線。

SDIO 的通信時序要簡單許多，SDIO 不管是從主機控制器向 SD 卡傳輸，還是 SD 卡向主機控制器傳輸都只以 CLK 時鐘線的上升沿為有效。

協議

通訊由一個起始位(“0”)，由一個停止位(“1”)終止。SD 通信一般是主機發送一個命令(Command)，從設備在接收到命令后作出響應(Response)，如有需要會有數據(Data)傳輸參與。
SD 總線的基本交互是命令與響應交互。
SD 數據是以塊(Black)形式傳輸的，SDHC 卡數據塊長度一般為 512 字節，數據可以從主機到卡，也可以是從卡到主機。數據塊需要 CRC 位來保證數據傳輸成功。CRC 位由 SD 卡系統硬件生成。STM32 控制器可以控制使用單線或 4 線傳輸。
主機向 SD 卡寫入數據塊操作示意如下：

命令

SD 命令由***主機***發出，以廣播命令和尋址命令為例，廣播命令是針對與 SD 主機總線連接的所有從設備發送的，尋址命令是指定某個地址設備進行命令傳輸。
SD 命令格式固定為 48bit，都是通過 CMD 線連續傳輸的（數據線不參與）

響應

響應由*** SD 卡向主機***發出，部分命令要求 SD 卡作出響應，這些響應多用于反饋 SD 卡的狀態。
SDIO 總共有 7 個響應類型(代號：R1~R7)，其中 SD 卡沒有 R4、R5 類型響應。特定的命令對應有特定的響應類型，比如當主機發送 CMD3 命令時，可以得到響應 R6。與命令一樣，SD 卡的響應也是通過 CMD 線連續傳輸的。根據響應內容大小可以分為短響應和長響應。短響應是 48bit 長度，只有 R2 類型是長響應，其長度為 136bit。

3.STM32 的 SDIO 功能

STM32 控制器有一個 SDIO，由兩部分組成：SDIO 適配器和 AHB 接口。

• SDIO 適配器提供 SDIO 主機功能，可以提供 SD 時鐘、發送命令和進行數據傳輸。
• AHB 接口用于控制器訪問 SDIO 適配器寄存器并且可以產生中斷和 DMA 請求信號
  

二 、SD 卡的數據讀取（工程、代碼）

1. 創建項目

其實直接打開壓縮文件的工程，然后生成代碼就行了
（下面還是加了幾張工程截圖）




配置 PA4 引腳為 GPIO_Output，并命名為 SD_CS

2.代碼文件

代碼網盤鏈接
**提取碼：e63q **

修改main.c 中 while循環

while (1){WritetoSD(WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer)); HAL_Delay(500);/*WriteBuffer[0] = WriteBuffer[0] +10;WriteBuffer[1] = WriteBuffer[1] +10;*/write_cnt ++;while(write_cnt > 0){ printf(" while \r\n");HAL_Delay(500);}

三、SD卡數據讀取（電路，實現）

1.電路連接

STM32F103C8T6SD卡

PA4	CS
PA5	SCK
PA6	MISO
PA7	MOSI

按如圖所示找到對應引腳進行連接

2. 注意事項

在讀卡前先格式化一下選擇FAT模式

不要在運行過程中拔卡
否者會失敗

• 注意：
  SD 卡操作需要時間，得等一會，如果串口一直沒有回應，可以試試以下操作：
  可以將SD卡換成內存小點的 4G/8G
  將最小核心板連接 5V，為其供給高電壓
  盡量減少連線，或者使用短線連接

3.結果展示

編譯燒錄后，打開串口調試助手，可以看到：

然后會顯示while

此時將SD卡從芯片中拔出，插入U盤，在電腦中可以看見有一個txt文件，打開可以看見。

四、總結

這次實驗不是很好做，雖然能夠成功燒錄，但是實驗效果不容易出來，串口調試助手一直沒顯示，多嘗試一下，看看有沒有線沒有連穩，或者芯片接觸 不良。有時候是串口反應較慢，耐心等待一會或許會有結果讀出。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式系统作业12（SD卡读取）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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