SD卡读写规范
SD操作学习笔记
操作学习笔记
标签: 笔记学习SD卡驱动2009-11-11 21:51
SD卡操作 一、概述1、简介
SD卡是基于flash的存储卡。
SD卡和MMC卡的区别在于初始化过程不同。
SD卡的通信协议包括SD和SPI两类。
SD卡使用卡内智能控制模块进行FLASH操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。
2、功能介绍2.1 特点
1)主机无关的FLASH内存擦除和编程
读或写数据，主机只要发送一个带地址的命令，然后等待命令完成，主机无需关心具体操作的完成。当采用新型的FLASH时，主机代码无需更新。
2)缺陷管理
3)错误恢复
4)电源管理
Flash每个扇区有大约10万次的写寿命，读没有限制。
擦除操作可以加速写操作，因为在写之前会进行擦除。
3 SD总线模式3.1 Negotiating Operation Conditions
当主机定义了SD卡不支持的电压范围时，SD卡将处于非活动状态，将忽略所有的总线传输。要退出非活动状态唯一的方法就是重新上电。
3.2 SD卡获取和识别
SD卡总线采用的是单主多从结构，总线上所有卡共用时钟和电源线。主机依次分别访问每个卡，每个卡的CID寄存器中已预编程了一个唯一的卡标识号，用来区分不同的卡。
主机通过READ_CID命令读取CID寄存器。CID寄存器在SD卡生产过程中的测试和格式化时被编程，主机只能读取该号。
DAT3线上内置的上拉电阻用来侦测卡。在数据传输时电阻断开(使用ACMD42)。
3.3 卡状态
卡状态分别存放在下面两个区域：
卡状态（Card Status），存放在一个32位状态寄存器，在卡响应主机命令时作为数据传送给主机。
SD状态（SD_Status），当主机使用SD_STATUS（ACMD13）命令时，512位以一个数据块的方式发送给主机。SD_STATUS还包括了和BUS_WIDTH、安全相关位和扩展位等的扩展状态位。
3.4 内存组织
数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。
Block:块大小可以固定，也可以改变，允许的块大小是实际大小等信息存储
允许的块大小是实际大小等信息存储。
寄存器。
在CSD寄存器
Sector:和擦除命令相关，由几个块组成。Sector的大小对每个设备是固定的，大小信息存储在CSD寄存器。
WP Group:写保护单位。大小包括几个group，写保护由一位决定，对每个设备大小是固定的，存储在CSD寄存器。
3.5 读写操作
Single Block Mode:主机根据事先定义的长度读写一个数据块。由发送模块产生一个16位的CRC校验码，接受端根据校验码进行检验。读操作的块长度受设备sector大小(512 bytes)的限制，但是可以最小为一个字节。不对齐的访问是不允许的，每个数据块必须位于单个物理sector内。写操作的大小必须为sector大小，起始地址必须与sector边界对齐。
Multiple Block Mode:主机可以读写多个数据块（相同长度），根据命令中的地址读取或写入连续的内存地址。操作通过一个停止传输命令结束。写操作必须地址对齐。
3.6 数据传输速率
SD卡可以通过单数据线（DAT0）或四根数据线（DAT0-DAT3）进行数据传输。单根数据线传输最大传输速率为25 Mbit/s，四根数据线最大传输速率为100 Mbit/s。
3.7 数据保护
每个sector的数据通过Error Correction Code (ECC)进行保护。在写sector时生成ECC，在读sector时检验ECC。如果发现错误，在传输前进行纠正。 3.8数据擦除
SD卡数据擦除的最小单位是sector。为了加速擦除操作，多个sector可以同时擦除。为了方便选择，第一个指令包含起始地址，第二个指令包含结束地址，在地址范围内的所有sector将被擦除。
3.9 写保护
两种写保护方式可供选择，永久保护和临时保护，两种方式都可以通过PROGRAM_CSD指令进行设置。永久保护位一旦设置将无法清除。
3.10 拷贝位
通过CSD寄存器中的拷贝位（copy bit）设置SD卡中的数据是原始数据还是拷贝数据。拷贝位一旦设置，将无法清除，在测试和格式化时使用。
3.11 CSD寄存器
所有SD卡的配置信息存储在CSD寄存器。通过SEND_CSD读取，PROGRAM_CSD 修改。
4 SPI模式 二、SD卡接口描述1 引脚和寄存器
主机通过9个引脚和SD卡相连
1.1 SD模式引脚
扩展数据线(DAT1-DAT3)上电后为输入，SET_BUS_WIDTH命令执行后作为数据线。即使只有DAT0使用，所有数据线都和外部上拉电阻连接，否则DAT1 & DAT2（如果未被使用）的振荡输入将引起非期望的高电流损耗。
上电后，数据线输入50K(+/-20K)欧姆的上拉（用来进行卡侦测和SPI模式选择）。用户可以在常规数据传输时，通过SET_CLR_CARD_DETECT (ACMD42)命令分离上拉。
1.2 SPI模式引脚
1.3 寄存器
名称 宽度 描述
CID128卡标识号
RCA16相对卡地址（Relative card address）:本地系统中卡的地
址，动态变化，在主机初始化的时候确定
*SPI模式中没有
CSD128卡描述数据:卡操作条件相关的信息数据
SCR64SD配置寄存器:SD卡特定信息数据
OCR32操作条件寄存器
主机通过重新上电来重置（reset）卡。卡有它自身检测上电的电路，当上电后卡状态切换到idle状态。也可以通过GO_IDLE (CMD0)指令来重置。
2SD卡总线拓扑
SD总线有6根通信线和三根电源供应线：
CMD——命令线是双向信号线。主机和卡通过push pull 模式工作。
DAT0-3——数据线是双向信号线。主机和卡通过push pull 模式工作。
CLK——时钟是从主机到卡的信号。CLK通过push pull 模式操作。
VDD—VDD是所有卡的电源供应线。
VSS[1:2]—VSS是2根地线。
在初始化的时候，向每个卡分别发送命令，允许应用检测卡并给物理槽（physical slot）分配逻辑地址。数据通常分别传输给每个卡。然后，为了方便处理卡堆栈，初始化后所有命令同时发送给所有卡，在命令数据包中包含了操作地址。
SD总线允许动态配置数据线数目。上电后默认SD卡只用DAT0作为数据
传输线。初始化后，主机可以改变总线宽度。这个特性使得在硬件开销和系统性能间取得平衡。
3SPI总线拓扑4电气接口4.1 上电
上电后，包括热插入，卡进入idle状态。在该状态SD卡忽略所有总线操作直到接收到ACMD41命令。ACMD41命令是一个特殊的同步命令，用来协商操作电压范围，并轮询所有的卡。除了操作电压信息，ACMD41的响应还包括一
个忙标志，表明卡还在power-up过程工作，还没有准备好识别操作，即告诉主
机卡还没有就绪。主机等待(继续轮询)直到忙标志清除。单个卡的最大上电时间不能操作1秒。
上电后，主机开始时钟并在CMD线上发送初始化序列，初始化序列由连续的逻辑“1”组成。序列长度为最大1毫秒，74个时钟或supply-ramp-up时间。额外的10个时钟(64个时钟后卡已准备就绪)用来实现同步。
每个总线控制器必须能执行ACMD41和CMD1。CMD1要求MMC卡发送操作条件。在任何情况下，ACMD41或CMD1必须通过各自的CMD线分别发
送给每个卡。
5寄存器5.1 OCR(Operating Conditions Register) 32位的操作条件寄存器存储了VDD电压范围。SD卡操作电压范围为2~3.6V。然而从内存中访问数据的电压是2.7~3.6V。OCR显示了卡数据访问电压范围，
结构如下表所示。
表3-8 OCR寄存器定义
寄存器定义
OCR位 VDD电压范围
0-3保留
4 1.6~1.7
5 1.7~1.8
6 1.8~1.9
7 1.9~2.0
8 2.0~2.1
9 2.1~2.2
10 2.2~2.3
11 2.3~2.4
12 2.4~2.5
13 2.5~2.6
14 2.6~2.7
15 2.7~1.8
16 2.8~2.9
17 2.9~3.0
18 3.0~3.1
19 3.1~3.2
20 3.2~3.3
21 3.3~3.4
22 3.4~3.5
23 3.5~3.6
24-30保留
31卡上电状态位(忙)
OCR结构如下图所示。如果第32位（busy bit）置位，表明卡上电过程已结束。
5.2 CID(Card Identification)
CID寄存器长度为16个字节的卡唯一标识号，该号在卡生产厂家编程后无法修改。SD和MMC卡的CID寄存器结构不一样。
名称 类型 宽
度
CID位 内容 CID值
厂商ID Binar
y 8[127:12
0]
SD卡协会管理和分配 0x03
OEM/Applicati on ID(OID)ASCI
I
1
6
[119:10
4]
识别卡的OEM或卡内容，
由制造商分配
0x53,0x44
产品名（PNM）ASCI
I 4
[103:64]5个ASCII字符 SD128
产品版本（PRV） BCD8[65:56]2个二进制编码的十进制数 产品版本
（30）1
序列号(PSN)Binar
y 3
2
[55:24]32位无符号整数 产品序列
号
保留 4[23:20]
生成日期(MDT)BCD1
2
[19:8]yym（从2000年的偏移量） 如:Apr
2001=0x0
14
CRC7校验和(CRC)Binar
y
7[7:1]CRC Calculation: G(x)=x7+3+1
M(x)=(MID-MSB)*x119+...+(CIN-LS
B)*x0
CRC[6...0]=Remainder[(M(x)*x7)/G(x)
]
CRC7
未用 1[0:0]
1、格式为“n.m”，如“6.2”表示为0110 0010
5.3 CSD(Card Specific Data)
CSD寄存器包含访问卡数据所需的配置信息。SD卡和MMC卡的CSD不同。 6数据交互格式和卡容量
通常，SD卡分为2个区：
用户区—用户通过读写命令存储安全和非安全数据。
安全保护区（Security Protected Area）—版权保护应用程序用来保存安全相关数据，通过SD安全规范中定义的条件验证后，由主机使用安全的读写指令完成操作。安全保护区的大小大概是总大小的1%。
三、SD卡协议1 SD总线协议
SD总线通信是基于命令和数据位流方式的，由一个起始位开始，以一个停止位结束：
命令——命令是开始开始操作的标记。命令从主机发送一个卡（寻址命令）或所有连接的卡（广播命令）。命令在CMD线上串行传送。
响应——响应是从寻址卡或所有连接的卡（同步）发送给主机用来响应接受到的命令的标记。命令在CMD线上串行传送。
数据——数据可以通过数据线在卡和主机间双向传送。
卡寻址通过会话地址方式实现，地址在初始化的时候分配给卡。SD总线上的基本操作是command/response。
数据传送采用块方式，数据块后接CRC校验位，操作包括单数据块和多数据块。多数据块更适合快速写操作，多数据块传输当在CMD线出现停止命令时结束。数据传输可以在主机端设置采用单数据线或多数据线方式。
块写操作在DAT0数据线写操作期间使用忙信号，无论用来传输的信号线数目是多少。
命令格式如下所示：
响应标记（token）根据内容不同具有四种格式，标记长度。长度为48位或136位。数据块的CRC算法采用16位的CCITT多项式。
在命令行中，MSB位首先传送，LSB位最后传送。
当使用宽总线模式时，数据同时在4根数据线上传输。开始位、结束位和CRC在每根数据线上传送。CRC对每根数据线单独计算。CRC状态响应和Busy信号只通过DAT0由卡发送给主机。
2 协议功能描述
所有主机和SD 卡间的通信由主机控制。主机发送下述两类命令：
广播命令广播命令——广播命令发送给所有SD 卡，有些命令需要响应。 寻址寻址（（点对点点对点））命令
命令——寻址命令只发送给具有相应地址的卡，并需要从卡返回一个响应。
对卡而言也有两类操作：
卡识别模式
卡识别模式——在重置（reset ）后当主机查找总线上的新卡时，处于卡识别模式。重置后SD 卡将始终处于该模式，直到收到SEND_RCA 命令（CMD3）。
数据传输模式
数据传输模式——一旦卡的REC 发布后，将进入数据传输模式。主机一旦识别了所有总线上的卡后，将进入数据传输模式。
操作模式与卡状态关系：
3 卡识别模式
在卡识别模式，主机重置所有处于卡识别模式的SD 卡，检验操作电压范围，识别卡并请求卡发送相对卡地址RCA 。操作对每个卡在各自的CMD 线上单独进行，所有的数据传送只使用CMD 线。
3.1 重置
GO_IDLE_STATE(CMD0)是软件重置命令，设置每个SD 卡进入Idle 状态。处于Inactive 状态的卡不受此命令影响。
主机上电后，所有SD 卡进入Idle 状态，包括处于Inactive 状态的卡。至少74个时钟周期后才能开始总线传输。
上电或CMD0(重置)后，所有SD 卡的命令线处于输入模式，等待下一个命令的起始位。卡通过一个默认的相对卡地址RCA （RCA=0x0000）和默认驱动寄存器设置（最低速，最高驱动电流）初始化。
3.2 操作电压范围验证
SD的物理规范标准要求所有SD卡能通过最小和最大供电电压间的任何电压和主机建立通信。然而，数据传输时的最小和最大电压值在操作条件寄存器OCR中定义，可能并不能覆盖所有的电压范围。SD卡主机希望通过读取卡的OCR寄存器获取合适的电压值或弹出卡。
SD卡
3.3 卡识别过程
在识别时钟速率fOD下主机开始卡识别过程。SD卡的CMD线输出驱动是push-pull驱动。
总线激活后，主机要求卡发送它们的有效操作条件（ACMD41 preceding with APP_CMD—CMD55 with RCA=0x0000）。ACMD41命令的响应是卡的操作条件寄存器。相同的命令将发送给系统中所有的卡。不兼容的卡将进入Inactive状态。主机然后发送命令ALL_SEND_CID（CMD2）到每个卡以获取每个卡的唯一标识CID号。未识别的卡通过CMD线发送CID号作为响应。当卡发送CID号后，进入识别状态（Identification State）。此后，主机发送CMD3
（SEND_RELATIVE_ADDR）要求卡发布一个新的相对卡地址RCA，地址比CID 短，在以后的数据传输模式中用来寻址卡。一旦获得RCA后，卡状态变成就绪状态（Stand-by state）。此时，如果主机要求卡换成其他的RCA号，可以通过发送另一个SEND_RELATIVE_ADDR命令给卡，要求发布一个新的RCA，最后发布的RCA是实际使用的RCA。主机对系统中的每个卡重复识别过程。
所有的SD卡初始化完以后，系统将开始初始化MMC卡（如果有的话），使用MMC卡的CMD2和CMD3。
4 数据传输模式
直到主机知道所有CSD寄存器的内容，fpp时钟速率必须保持在fOD,因为一些卡有操作频率限制。主机发送SEND_CSD（CMD9）获取卡定义数据（Card Specific Data，CSD寄存器），如块大小、卡存储容量、最大时钟速率等。
CMD7用来选择一个卡并将它置于传输状态（Transfer state），在任何时间只能有一个卡处于传输状态。如果已有一个卡处于传输状态，它和主机的连接将释放，并返回到Stand-by状态。当CMD7以保留相对地址“0x0000”发送时，
所有卡将返回到Stand-by状态。这可以用来识别新的卡而不重置其他已注册的卡。在这种状态下已有一个RCA地址的卡不响应识别命令
（ACMD41,CMD2,CMD3）。
注意：当卡接收到一个带有不匹配RCA的CMD7时，卡将取消选中。在公用CMD线时，选中一个卡时将自动不选中其他卡。因此，在SD卡系统中，主机具有如下功能：
初始化完成后，在公用CMD线时，不选中卡是自动完成的。
如果使用单独的CMD线，需要关注不选中卡的操作
在主机和选择的SD卡之间的所有数据通信是点对点的方式。所有寻址命令都需要响应。
不同数据传输模式的关系如图4-8所示，使用如下步骤：
所有读数据命令可以在任何时候通过停止命令（stop command,CMD12）中止。数据传输将中止，卡回到传输状态（Transfer State）。读命令有：
块读命令（CMD17），多块读命令（CMD18），发送读保护（CMD30），
发送scr(ACMD51)，以及读模式的通用命令(CMD56)。
所有写数据命令可以在任何时候通过停止命令（stop command,CMD12）中止。在不选中卡命令CMD7前写命令必须停止。写命令有：块写命令
(CMD24 and CMD25), 写CID (CMD26), 写CSD(CMD27), lock/unlock
命令(CMD42) 以及写模式通用命令(CMD56)。
一旦数据传输完成，卡将退出数据写状态并进入Programming State(传输成功)或Transfer State（传输失败）。
如果一个快写操作停止，而且最后一块块长度和CRC是有效的，那么数据可以被操作（programmed）。
卡可能提供块写缓冲。这意味着在前一块数据被操作时，下一块数据可以传送给卡。如果所有卡写缓冲已满，只要卡在Programming State，
DAT0将保持低电平（BUSY）。
写CSD、CID、写保护和擦除时没有缓冲。这表明在卡因这些命令而处于忙时，不再接收其他数据传输命令。在卡忙时DAT0保持低电平，并
处于Programming State。实际上如果CMD和DAT0线分离，而且主机
占有的忙DAT0线和其他DAT0线分开，那么在卡忙时，主机可以访问
其他卡。
在卡被编程（programming）时，禁止参数设置命令。参数设置命令包括：设置块长度（CMD16），擦除块开始(CMD32)和擦除块结束（CMD33）。
卡在操作时不允许读命令。
使用CMD7指令把另一个卡从Stand-by状态转移到Transfer状态不会中止擦除和编程（programming）操作。卡将切换到Disconnect状态并
释放DAT线。
使用CMD7指令可以不选中处于Disconnect状态的卡。卡将进入Programming状态，重新激活忙指示。
使用CMD0或CMD15重置卡将中止所有挂起和活动的编程
（programming）操作。这可能会破坏卡上的数据内容，需要主机保证
避免这样的操作。
4.1 宽总线选择/不选择
宽总线（4位总线宽度）操作模式通过ACMD6选择和不选择。在上电后或GO_IDLE（CMD0）命令后默认的总线宽度是1位。ACMD6命令只在“tran state”有效，即只有在卡选中后（CMD7）总线宽度才能修改。
4.2 读数据格式
DAT总线在没有数据传输时处于高电平。一个传输数据块包含一个起始位（LOW），接着连续的数据流。数据流包含有效数据（如果使用了ECC了还包括错误纠正位）。数据流以一个结束位（HIGH）结束。数据传输和时钟信号同步。
以块传输的有效数据包含CRC校验和。产生多项式是标准CCITT多项式。
采用了缩短的BCH码，d=4，有效数据长度最长为2048字节。CRC校验和对每个DAT线单独计算并附加在每个数据块后。在宽总线模式操作
（DAT0-DAT3）中，16位的CRC校验对每个DAT分别计算。
数据块读
数据块读
传输的基本单位是数据块，最大尺寸在CSD中定义（READ_BL_LEN）。开始和结束地址完全包含在一个物理数据快（如READ_BL_LEN定义）中的较小的块也可以传递。CRC附加在每个数据块的尾部用来保证数据传输的完整性。CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）开始一个块读操作，然后传输完成后进入Transfer状态。CMD18(READ_MULTIPLE_BLOCK)开始连续的块传输，直到停止命令。停止命令有一个执行延迟。在停止命令最后一位发送完以后数据传输停止。
如果主机使用累计长度不是块对齐的部分块，在第一个不对齐块的开始，卡会发现一个块未对齐错误，在状态寄存器中设置ADDRESS_ERR错误，中止传输并等待（在Data状态）停止命令。
4.3 数据写格式
数据写传输格式类似于读格式。对于以块为单位的写数据传输，CRC检验位附加到每个数据块。卡的每根数据线在接收到数据并在写操作前，执行CRC 校验。
数据块写
数据块写
数据块写（CMD24-27,42,56(W)）,一个或多个数据块从主机发送给卡，主机在每个数据块后附加CRC校验。数据块长度WRITE_BL_LEN（512B）。如果CRC校验失败，卡将在DAT数据线上指示错误。传输的数据将被抛弃，而且后续传输的数据块（在多数据块写模式）也都会被忽略。
多数据块写命令比连续的单数据块写命令速度快。不允许部分块写（小于512B）。
当主机试图在写保护区域写数据时写操作将中止。在这种情况下，卡在状态寄存器设置WP_VIOLATION位，并忽略所有后续数据传输，并在Receive-data 状态下等待停止命令。
对CID和CSD寄存器进行编程操作不需要实现设置块长度，传输的数据也是CRC保护的。如果CSD或CID寄存器一部分存储于ROM中，那么不可改变部分必须和接收缓冲中的相应部分内容保持一致。如果匹配失败，卡将报告一个错误，而且不改变任何寄存器内容。
接收到一个数据块并完成CRC校验后，卡将开始写，如果写缓冲满而且不能从一个新的WRITE_BLOCK命令接收新数据时，DAT0线保持为低电平。任何时候主机都可以通过SEND_STATUS(CMD13)命令获取卡的状态。状态位READY_FOR_DATA指示卡是否可以接收新数据或写操作还在进行中。主机通过CMD7（选中另一个卡）不选中卡，这个操作可以把卡的状态编程Disconnect 并释放DAT线而不中断写操作。当不选中卡时，如果编程还在进行而且写缓冲不可用时，将通过下拉DAT为低电平来重新激活忙信号。实际上，主机通过interleaving可以实现多个卡同时写操作，interleaving过程可以通过在卡忙时访问其他卡实现。
预擦除设置优先于多数据块写操作
预擦除设置优先于多数据块写操作
设置多个写数据块的预擦除（ACMD23）可以使得接下来的多个数据块写操作比没有预先执行ACMD23的相同操作更快。主机可以通过该命令设置多少个数据块将在接下来的写操作中发送。如果在所有数据块发送给卡时中止了写操作（使用停止传输命令），残余写数据块的内容(指要写入新内容的数据块？)将变得不确定（可能已擦除或还是原来的数据）。如果主机发送了超过ACMD23中定义的数据块数目的数据，卡将逐个擦除数据块（在收到新数据时）。多数据块写操作完成后值将重新设置为默认值1。
建议在CMD25命令前使用该命令以加速写操作。如果需要预擦除主机在写命令前发送ACMD23。如果不发送ACMD23命令，设置的预擦除数将在其他指令执行时自动清除。
发送写数据块数目
发送写数据块数目
系统使用管道机制进行数据缓冲管理，有时候在多数据块写操作过程中发生错误，使得无法确定哪一个数据块是最后成功写入的数据块。卡可以把正常写入的数据块数（the number of well-written blocks）作为对命令ACMD22的响应。 擦除
擦除
同时擦除多个写数据块可以提高数据吞吐量。通过
ERASE_WR_BLK_START(CMD32)和ERASE_WR_BLK_END(CMD33)实现写数据块的识别。
主机必须严格按照下列的命令操作顺序：ERASE_WR_BLK_START，RASE_WR_BLK_END，and ERASE (CMD38)。
如果不按顺序接收到擦除指令（CMD38）或地址设置指令（CMD32,33），卡将在状态寄存器中设置ERASE_SEQ_ERROR位，并重置整个顺序（sequence）。
如果接收到一个不顺序的命令（除了SEND_STATUS），卡将在状态寄存
器设置ERASE_RESET状态位，重置擦除顺序和执行最后的命令。
如果擦除范围包括写保护扇区，将不被擦除，擦除命令只擦除无保护的扇区。状态寄存器的WP_ERASE_SKIP位将设置。
地址设置命令中的地址是以字节为单位的块写地址。卡将忽略所有小于WRITE_BLK_LEN（CSD）LSB（最低有效位）。
如上所述的块写操作，卡通过保持DAT0为低电平指示擦除操作正在进行中。实际的擦除操作时间可能会很长，主机可以通过CMD7不选中卡或执行卡断开
操作。
卡上擦除操作后的数据为“0”或“1”，由卡制造商确定。SCR寄存器的DATA_STAT_AFTER_ERASE(bit55)定义了是“0”或“1”。
4.4 写保护管理
写保护方法如下：
机械写保护开关（由主机负责）
卡内部写保护（由卡负责）
密码保护锁操作
4.4.1 机械写保护开关4.4.2 卡内部写保护4.4.3 密
码保护锁操作
5 时钟控制
SD卡主机可以使用SD卡总线时钟信号设置卡进入节能模式或控制总线上
的数据流。主机可以降低时钟频率或直接关闭。
SD卡主机必须遵循下列约束：
总线频率可以在任何时候改变（满足最大和最小值的约束）。
ACMD41(SD_APP_OP_COND)是一个例外。发送ACMD41命令后，主机将执行下面步骤1和步骤2直到卡进入就绪状态：
1)持续发送100KHZ-400KHZ之间的时钟频率。
2)如果主机要停止时钟，通过ACMD41命令以小于50ms的间隔设置
busy位。
6 CRC
7 错误条件7.1 CRC和非法命令
8 命令8.1 卡类型
共有四类用来控制SD卡的命令：
广播命令（bc），无响应——广播命令只有在所有CMD线一起连接到主机时才能使用。如果分开连接，那么每个卡将单独接收命令。
带响应的广播命令（bcr）——所有卡同时响应。因为SD卡没有开漏模式，这个命令只有在所有的CMD线分开时采用使用。该命令将
被每个卡分别接收和响应。（OPEN DRAIN输出只能做输出口，当外部无
上拉电阻时，该口为高阻状态。只有外部有上拉电阻时，才有可能输出高或低的
电平。）
寻址（点对点）命令（ac）——DAT上没有数据传输。
寻址（点对点）数据传输命令（adtc）——DAT上传输数据。
所有的命令和响应通过CMD线传输。
8.2 命令格式
命令长度48位，1.92us@25MHZ
0 1bit 5...bit 0bit 31...bit 0bit 6...bit 01
起始位 host命令 参数 CRC7end bit
7-bit CRC 计算: G(x) = x7 + x3 + 1
M(x) = (start bit)?x39 + (host bit)?x38 +...+ (last bit before CRC)?x0
CRC[6...0] = 余数[(M(x)?x7)/G(x)]
8.3 命令分类
SD卡命令集分为几个类，每个类支持一个卡功能集合操作。
0123456789-11支持命令 基本 保留 读块 保留 写块 擦除 写保护 锁 应用 保留 CMD0+
CMD2+
CMD3+
CMD4+
CMD7+
CMD9+
CMD10+
CMD12+
CMD13+
CMD15+
CMD16++
CMD17+
CMD18+
CMD24+
CMD25+
CMD27+
CMD28+
CMD29+
CMD30+
CMD32+
CMD33+
CMD38+
CMD42+ CMD55+ CMD56+ ACMD6+ ACMD13+ ACMD22+ ACMD23+ ACMD41+ ACMD42+ ACMD51+ 8.4 详细命令描述
*所有无用位必须填入，但是值irrelevant
表4-3 基本命令
基本命令（
（类0和类1）
命令索
引类
型
参数
参数 响应
响应 缩写
缩写 描述
描述
CMD0bc[31:0]无用 — GO_IDLE_STATE 重置所有卡到Idle状态
CMD1保留
CMD2bcr[31:0]无用 R2ALL_SEND_CID 要求所有卡发送CID号
CMD3Bcr[31:0]无用 R6SEND_RELATIVE_ADDR 要求所有卡发布一个新的相对地址
RCA
CMD4不支持
CMD5保留
CMD6保留
CMD7ac[31:16]RCA R1(只选中/不选中卡 Command toggles
a card between the
[15:0]无用 来自
选中
的卡)Stand-by and Transfer states or between the Programming and Disconnect state. In both cases the card is selected by its own relative address and deselected by any other address; address 0 deselects all. When the RCA equals 0, the host may do one of the following:
—use other RCA number to perform card deselection
Or
—re-send CMD3 to change its RCA number to other then 0 and then use CMD7 with RCA=0 for card de-selection.
CMD8保留
CMD9ac
[31:16]
RCA
[15:0]无用
R2SEND_CSD
寻址卡并让
其发送卡定
义数据CSD
CMD10ac
[31:16]
RCA
[15:0]无用
R2SEND_CID
寻址卡并让
其发送卡识
别号CID
CMD11adtc [31:0]数据
地址
R1READ_DAT_UNTIL_STOP
从卡读取数
据流，从给定
地址开始，知
道停止传输命令结束
CMD12 ac
[31:0]无用 R1b
STOP
中止多个块的读/写操作 CMD13 ac
[31:16]
RCA [15:0]无用
R1
SEND_STATUS
寻址卡并发送卡状态寄存器
CMD14
保留
CMD15 ac
[31:16]
RCA [15:0]无用
_
GO_INACTIVE_STATE 设置卡到inactive 状态
表4-4 块读操作命令块读操作命令（（类2）
命令索引
命令索引 类型
参数
参数 响应
缩写
缩写 描述描述 CMD16 ac
[31:0]块长度 R1
SET_BLOCKLEN
为接下来的
块操作指令设置块长度
CMD17 adtc
[31:0]数据地址 R1
READ_SINGLE_BLOCK
读取一个块 CMD18 adtc
[31:0]数据地址
R1 READ_MULTIPLE_BLOCK 连续读取多
个块，直到停
止命令
CMD19-23
保留
表4-5 块写操作命令块写操作命令（（类4）
命令索引
类型
参数
参数 响应 缩写缩写 描述描述 CMD24 adtc [31:0]
R1
WRITE_BLOCK
写一个长度由
SD卡-中文学习笔记
SD卡操作 一、概述 1、简介 SD卡是基于flash的存储卡。 SD卡和MMC卡的区别在于初始化过程不同。 SD卡的通信协议包括SD和SPI两类。 SD卡使用卡内智能控制模块进行FLASH操作控制，包括协议、安全算法、数据存取、ECC算法、缺陷处理和分析、电源管理、时钟管理。
2、功能介绍 2.1 特点 1)主机无关的FLASH内存擦除和编程 读或写数据，主机只要发送一个带地址的命令，然后等待命令完成，主机无需关心具体操作的完成。当采用新型的FLASH时，主机代码无需更新。 2)缺陷管理 3)错误恢复 4)电源管理 Flash每个扇区有大约10万次的写寿命，读没有限制。 擦除操作可以加速写操作，因为在写之前会进行擦除。 3 SD总线模式 3.1 Negotiating Operation Conditions 当主机定义了SD卡不支持的电压范围时，SD卡将处于非活动状态，将忽略所有的总线传输。要退出非活动状态唯一的方法就是重新上电。 3.2 SD卡获取和识别 SD卡总线采用的是单主多从结构，总线上所有卡共用时钟和电源线。主机依次分别访问每个卡，每个卡的CID寄存器中已预编程了一个唯一的卡标识号，用来区分不同的卡。 主机通过READ_CID命令读取CID寄存器。CID寄存器在SD卡生产过程中的测试和格式化时被编程，主机只能读取该号。 DAT3线上内置的上拉电阻用来侦测卡。在数据传输时电阻断开(使用ACMD42)。
3.3 卡状态 卡状态分别存放在下面两个区域： 卡状态（Card Status），存放在一个32位状态寄存器，在卡响应主机命令时作为数据传送给主机。 SD状态（SD_Status），当主机使用SD_STATUS（ACMD13）命令时，512位以一个数据块的方式发送给主机。SD_STATUS还包括了和BUS_WIDTH、安全相关位和扩展位等的扩展状态位。 3.4 内存组织 数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。
SD卡的使用经验总结
由于自己也在使用SD卡，使用的过程中也遇到了一些问题，通过各方的总结，现将其整理一下，调试关键点： 1. 上电时要延时足够长的时间给SD卡一个准备过程，在我的程序里是5秒，根据不同的卡设置不同的延时时间。SD卡初始化第一步在发送CMD命令之前，在片选有效的情况下首先要发送至少74个时钟，否则将有可能出现SD卡不能初始化的问题。 2. SD卡发送复位命令CMD0后，要发送版本查询命令CMD8，返回状态一般分两种，若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是说此SD卡支持版本2；若返回0x05则表示此SD卡支持版本1。因为不同版本的SD卡操作要求有不一样的地方，所以务必查询SD卡的版本号，否则也会出现SD卡无法正常工作的问题。 3. 理论上要求发送CMD58获得SD卡电压参数，但实际过程中由于事先都知道了SD 卡的工作电压，因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。 4. SD卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值(读超时：100ms；写超时：250ms)，这个值要在程序中准确计算出来，否则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公式：超时时间=(8/clk)*arg。 5. 2GB以内的SD卡(标准卡)和2GB以上的SD卡(大容量卡)在地址访问形式上不同，这一点尤其要注意，否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读写操作时，对读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10，表示对第16个字节以后的地址单元进行操作(前提是此SD卡支持偏移读写操作)，而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10时，则表示对第16块进行读写操作，而且大容量卡只支持块读写操作，块大小固定为512字节，对其进行字节操作将会出错。 6. 对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令，这样写入的速度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行，也就是一次擦除至少512字节。 7. 对标准卡进行字节操作时，起始和终止必须在一个物理扇区内，否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容量卡一个读写命令只能对一个块进行操作，不允许跨物理层地址操作。 8. 在写数据块前要先写入若干个dummy data字节，写完一个块数据时，主机要监测MISO数据线，如果从机处于忙状态这根数据线会保持低电平，这样主机就可以根据这根数据线的状态以决定是否发送下一个命令，在从机没有释放MISO数据线之前，主机绝对不能执行其他命令，否则将会导致写入的数据出错，而且从机也不会响应主机的命令。 9. 在SPI模式下，CRC校验是被忽略的，但依然要求主从机发送CRC码，只是数值可以是任意值，一般主机的CRC码通常设为0x00或0xFF。 读多块操作和写多块操作的传输停止形式不一样，读多块操作时用用命令CMD12终止传输，而写多块操作时用Stop Tran Token(停止传输令牌，值为0xFD)终止传输。
单片机读写SD卡API模式读写
单片机读写SD卡最简单最基本的程序 处理器：s3c44b0 （arm7） SD卡与处理器的引脚连接：MISO -->SIORxD MOSI -->SIOTxD CLK -->SCLK CS -->PE5 四个文件：：用户API函数，移植时不需修改 ：中间层函数，移植时不需修改 ：硬件层函数，移植时需修改 ：一些功能的宏定义，移植时需修改 第一次读写SD卡时，需调用SD_Init(void)，然后就可以条用Read_Single_Block或者Write_Single_Block进行读写操作 注意：进行写操作时，最好不要写前700个扇区，应为这些扇区都是FAT文件系统的重要扇区，一旦误写则可能会导致SD无法被电脑识别，需格式化。 /******************************************************* 文件名： 作用：用户API函数，包括四个函数， 读取一块扇区（512字节）U8 Read_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *rx_buf) 写一个扇区（512字节）U8 Write_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *tx_buf) 获取SD卡基本信息，即读CSD寄存器信息（16字节）：void SD_info() SD卡初始化：U8 SD_Init(void) ********************************************************/
/******************************************** 功能：读取一个block 输入：blk_addr为第几个block，rx_buf为数据缓存区首地址输出：返回NO_ERR则成功，其它则读取失败 ********************************************/ U8 Read_Single_Block(U32 blk_addr, U8 *rx_buf) { U16 rsp = 1; U8 i = 0; SD_sel(); //使能SD卡 while(rsp && (i < 100)) { write_cmd(CMD17, blk_addr << 9); //写命令CMD17 rsp = Get_rsp(R1); //获取答应 send_clk(); } if(i > 99) //如果命令超时，则执行超时处理 {
STM32读写SD卡
3.20SD卡实验 很多单片机系统都需要大容量存储设备，以存储数据。目前常用的有U盘，FLASH芯片，SD卡等。他们各有优点，综合比较，最适合单片机系统的莫过于SD卡了，它不仅容量可以做到很大（32Gb以上），而且支持SPI接口，方便移动，有几种体积的尺寸可供选择（标准的SD 卡尺寸，以及TF卡尺寸），能满足不同应用的要求。只需要4个IO口，就可以外扩一个最大达32GB以上的外部存储器，容量选择尺度很大，更换也很方便，而且方便移动，编程也比较简单，是单片机大容量外部存储器的首选。 ALIENTKE MiniSTM3开发板就带有SD卡接口，利用STM32自带的SPI接口，最大通信速度可达18Mbps，每秒可传输数据2M字节以上，对于一般应用足够了。本节将向大家介绍，如何在ALIENTEK MiniSTM32开发板上读取SD卡。本节分为如下几个部分： 3.20.1 SD卡简介 3.20.2 硬件设计 3.20.3 软件设计 3.20.4 下载与测试
3.20.1 SD卡简介 SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。 SD卡一般支持2种操作模式： 1，SD卡模式； 2，SPI模式； 主机可以选择以上任意一种模式同SD卡通信，SD卡模式允许4线的高速数据传输。SPI模式允许简单的通过SPI接口来和SD卡通信，这种模式同SD卡模式相比就是丧失了速度。 SD卡的引脚排序如下图所示： 图3.20.1.1 SD卡引脚排序图 SD卡引脚功能描述如下表所示： 表3.20.1.1 SD卡引脚功能表 SD卡只能使用3.3V的IO电平，所以，MCU一定要能够支持3.3V的IO端口输出。 注意：在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加10~100K左右的上拉电阻。 SD卡要进入SPI模式很简单，就是在SD卡收到复位命令（CMD0）时，CS为有效电平（低电平）则SPI模式被启用。不过在发送CMD0之前，要发送>74个时钟，这是因为SD卡内部有个供电电压上升时间，大概为64个CLK，剩下的10个CLK用于SD卡同步，之后才能开始CMD0的操作，在卡初始化的时候，CLK时钟最大不能超过400Khz！。 ALENTEK MiniSTM32开发板使用的是SPI模式来读写SD卡，下面我们就重点介绍一下SD卡在SPI模式下的相关操作。 首先介绍SPI模式下几个重要的操作命令，如下表所示：
SD卡读写包括两种模式
SD卡读写包括两种模式：SD模式和SPI模式。其中SD模式又可以分为1bit 和4bit两种传输模式。SD卡缺省使用专有的SD模式。SD卡规范中主要讲了一些命令，响应和CRC效验等等，整个规范的内容还是很多的。 SD卡上电后，卡处于空闲状态，主机发送CMD0复位SD卡，然后通过CMD55和ACMD41判断当前电压是否在卡的工作范围内。在得到了正确的响应后，主机可以继续通过CMD10读取SD卡的CID寄存器，通过CMD16设置数据块长度，通过CMD9读取卡的CSD寄存器。从CSD寄存器中，主机可以获知卡容量，支持的命令集等重要参数。此时，卡以进入了传输状态，主机就可以通过CMD17/18和CMD24/25对卡进行读写。CRC校验是为了防止SD卡的命令，应答，数据传输出现错误。每个命令和应答信号都会产生CRC效验码，每个数据块的传输也会长生CRC效验码。 这段程序是友善之臂推出的mini2440开发板中带的ADS测试源码。整个阅读代码的过程是对这S3C2440的芯片手册和SD卡规范来看的，对于MMC卡没有给出注释，其实和SD卡是大同小异。由于是初次接触ARM，对SD规范的认识也不是很深入，再加上自己水平有限，还不能完全读懂源代码，其中的肯定存在一些错误，欢迎大家一起交流讨论。
#define INT 1 #define DMA 2 int CMD13(void);// Send card status int CMD9(void); unsigned int*Tx_buffer;//128[word]*16[blk]=8192[byte] unsigned int*Rx_buffer;//128[word]*16[blk]=8192[byte] volatile unsigned int rd_cnt;//读数据计数器 volatile unsigned int wt_cnt;//写数据计数器 volatile unsigned int block;//读写块总数 volatile unsigned int TR_end=0; int Wide=0;// 0:1bit, 1:4bit int MMC=0;// 0:SD , 1:MMC int Maker_ID; char Product_Name[7]; int Serial_Num; volatile int RCA; void Test_SDI(void) { U32 save_rGPEUP, save_rGPECON; RCA=0;
sd卡电路图学习
，时下已经成为最为通用的数据存储卡。在诸如MP3、数码相机等设备上也都采用SD卡作为其存储设备。SD卡之所以得到如此广泛的使用，是因为它价格低廉、存储容量大、使用方便、通用性与安全性强等优点。既然它有着这么多优点，那么如果将它加入到单片机应用开发系统中来，将使系统变得更加出色。这就要求对SD卡的硬件与读写时序进行研究。对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时序，笔者在经过了实际的测试后，使用51单片机成功实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。下面先来讲解SD卡的读写时序。 （1）SD卡的引脚定义： SD卡引脚功能详述：
SD卡SPI模式下与单片机的连接图： SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3进行数据通信。而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut进行数据通信。SD方式时的数据传输速度与SPI方式要快，采用单片机对SD卡进行读写时一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。这里只对其SPI方式进行介绍。 （2） SPI方式驱动SD卡的方法 SD卡的SPI通信接口使其可以通过SPI通道进行数据读写。从应用的角度来看，采用SPI接口的好处在于，很多单片机内部自带SPI 控制器，不光给开发上带来方便，同时也见降低了开发成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能优势，要解决这一问题，就要用SD方式，因为它提供更大的总线数据带宽。SPI接口的选用是在上电初始时向其写入第一个命令时进行的。以下介绍SD卡的驱动方法，只实现简单的扇区读写。 1）命令与数据传输 1. 命令传输 SD卡自身有完备的命令系统，以实现各项操作。命令格式如下： 命令的传输过程采用发送应答机制，过程如下： 每一个命令都有自己命令应答格式。在SPI模式中定义了三种应答格式，如下表所示：
SD卡初始化及读写流程
SD卡初始化及读写流程 默认分类2010-03-03 21:03:00 阅读264 评论0 字号：大中小 SD卡调试关键点： 1. 上电时要延时足够长的时间给SD卡一个准备过程，在我的程 序里是5秒，根据不同的卡设置不同的延时时间。SD卡初始化第一步在发送CMD命令之前，在片选有效的情况下首先要发送至少74个时钟，否则将有可能出现SD卡不能初始化的问题。 2. SD卡发送复位命令CMD0后，要发送版本查询命令CMD8， 返回状态一般分两种，若返回0x01表示此SD卡接受CMD8,也就是说此SD卡支持版本2；若返回0x05则表示此SD卡支持版本1。因为不同版本的SD卡操作要求有不一样的地方，所以务必查询SD卡的版本号，否则也会出现SD卡无法正常工作的问题。 3. 理论上要求发送CMD58获得SD卡电压参数，但实际过程中 由于事先都知道了SD卡的工作电压，因此可省略这一步简化程序。协议书上也建议尽量不要用这个命令。 4. SD卡读写超时时间要按照协议说明书书上的给定值(读超时： 100ms；写超时：250ms)，这个值要在程序中准确计算出来，否
则将会出现不能正常读写数据的问题。我自己定义了一个计算公 式：超时时间=(8/clk)*arg。 5. 2GB以内的SD卡(标准卡)和2GB以上的SD卡(大容量卡)在 地址访问形式上不同，这一点尤其要注意，否则将会出现无法读写数据的问题。如标准卡在读写操作时，对读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10，表示对第16个字节以后的地址单元进行操作(前提是此SD卡支持偏移读写操作)，而对大容量卡读或写命令令牌当中的地址域符初值0x10时，则表示对第16块进行读写操作，而且大容量卡只支持块读写操作，块大小固定为512字节， 对其进行字节操作将会出错。 6. 对某一块要进行写操作时最好先执行擦出命令，这样写入的速 度就能大大提高。进行擦除操作时不管是标准卡还是大容量卡都按块操作执行，也就是一次擦除至少512字节。 7. 对标准卡进行字节操作时，起始和终止必须在一个物理扇区 内，否则将不能进行读写操作。实际操作过程中建议用块操作以提高效率。不管是标准卡还是大容量卡一个读写命令只能对一个块进行操作，不允许跨物理层地址操作。
SD卡读写操作 SD卡电路
SD卡在现在的日常生活与工作中使用非常广泛，时下已经成为最为通用的数据存储卡。在诸如MP3、数码相机等设备上也都采用SD卡作为其存储设备。SD卡之所以得到如此广泛的使用，是因为它价格低廉、存储容量大、使用方便、通用性与安全性强等优点。既然它有着这么多优点，那么如果将它加入到单片机应用开发系统中来，将使系统变得更加出色。这就要求对SD卡的硬件与读写时序进行研究。对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时序，笔者在经过了实际的测试后，使用51单片机成功实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。下面先来讲解SD卡的读写时序。 （1）SD卡的引脚定义： SD卡引脚功能详述：
SD卡SPI模式下与单片机的连接图： SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3进行数据通信。而SPI 方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut进行数据通信。SD方式时的数据传输速度与SPI方式要快，采用单片机对SD卡进行读写时一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。这里只对其SPI方式进行介绍。 （2） SPI方式驱动SD卡的方法 SD卡的SPI通信接口使其可以通过SPI通道进行数据读写。从应用的角度来看，采用SPI接口的好处在于，很多单片机内部自带SPI控制器，不光给开发上带来方便，同时也见降低了开发成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能优势，要解决这一问题，就要用SD方式，因为它提供更大的总线数据带宽。SPI接口的选用是在上电初始时向其写入第一个命令时进行的。以下介绍SD卡的驱动方法，只实现简单的扇区读写。 1）命令与数据传输 1. 命令传输 SD卡自身有完备的命令系统，以实现各项操作。命令格式如下： 命令的传输过程采用发送应答机制，过程如下： 每一个命令都有自己命令应答格式。在SPI模式中定义了三种应答格式，如下表所示：
sd卡读写程序(SDcardreadandwriteprogram)
sd 卡读写程序( SD card read and write program ) SD card read and write program Objective: To study the SD card / / operation Design / software 1, using SPI communication / / SD card 2, go to SD / / in order to 0-255 a total of 256 data, and then read back LCD1602 display / / hardware requirements: S11 ON / / dial switch Jumper J18 / / all connected #include
STM32的SD卡读取
连载】【ALIENTEK 战舰STM32开发板】STM32开发指南--第四十四章SD卡实验 2013-04-04 23:07 第四十四章 SD卡实验 很多单片机系统都需要大容量存储设备，以存储数据。目前常用的有U盘，FLASH芯片，SD卡等。他们各有优点，综合比较，最适合单片机系统的莫过于SD卡了，它不仅容量可以做到很大（32Gb以上），而且支持SPI接口，方便移动，并且有几种体积的尺寸可供选择（标准的SD卡尺寸，以及TF卡尺寸等），能满足不同应用的要求。 只需要4个IO口即可外扩一个最大达32GB以上的外部存储器，容量从几十M到几十G 选择尺度很大，更换也很方便，编程也简单，是单片机大容量外部存储器的首选。ALIENTKE 战舰STM32开发板自带了标准的SD卡接口，可使用STM32自带的SPI/S DIO接口驱动（通过跳线帽选择驱动方式），本章我们使用SPI驱动，最高通信速度可达18Mbps，每秒可传输数据2M字节以上，对于一般应用足够了。在本章中，我们将向大家介绍，如何在ALIENTEK战舰STM32开发板上实现SD卡的读取。本章分为如下几个部分： 44.1 SD卡简介 44.2 硬件设计 44.3 软件设计 44.4 下载验证 44.1 SD卡简介 SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，它是在MMC的基础上发展而来，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。按容量分类，可以将SD卡分为3类：SD卡、SDHC卡、SDXC卡。如表44.1.1所示：容量命名简称 0~2G Standard Capacity SD Memory Card SDSC或SD 2G~32G High Capacity SD Memory Card SDHC 32G~2T Extended Capacity SD Memory Card SDXC 表44.1.1 SD卡按容量分类 SD卡和SDHC卡协议基本兼容，但是SDXC卡，同这两者区别就比较大了，本章我们讨论的主要是SD/SDHC卡（简称SD卡）。
SD卡引脚及spi模式基本操作过程
SD卡引脚及spi模式基本操作过程 （摘自网络） 对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时序，笔者在经过了实际的测试后，使用51单片机成功实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。下面先来讲解SD卡的读写时序。 SD卡的引脚定义 SD卡引脚功能详述： 引脚编号 SD模式SPI模式 名称类型描述名称类型描述 1 CD/DAT3 IO或PP 卡检测/ 数据线3 #CS I 片选 2 CMD PP 命令/ 回应 DI I 数据输入 3 VSS1 S 电源地VSS S 电源地 4 VDD S 电源VDD S 电源 5 CLK I 时钟SCLK I 时钟 6 VSS2 S 电源地VSS2 S 电源地 7 DAT0 IO或PP 数据线0 DO O或PP 数据输出 8 DAT1 IO或PP 数据线1 RSV 9 DAT2 IO或PP 数据线2 RSV 注：S：电源供给I：输入O：采用推拉驱动的输出 PP：采用推拉驱动的输入输出 SD卡SPI模式下与单片机的连接图：
SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3进行数据通信。而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut进行数据通信。SD方式时的数据传输速度与SPI方式要快，采用单片机对SD卡进行读写时一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI 方式。这里只对其SPI方式进行介绍。 SPI方式驱动SD卡的方法 SD卡的SPI通信接口使其可以通过SPI通道进行数据读写。从应用的角度来看，采用SPI接口的好处在于，很多单片机内部自带SPI控制器，不光给开发上带来方便，同时也见降低了开发成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能优势，要解决这一问题，就要用SD方式，因为它提供更大的总线数据带宽。SPI接口的选用是在上电初始时向其写入第一个命令时进行的。以下介绍SD卡的驱动方法，只实现简单的扇区读写。 1）命令与数据传输 1. 命令传输 SD卡自身有完备的命令系统，以实现各项操作。命令格式如下： 命令的传输过程采用发送应答机制，过程如下：
单片机读写SD卡教程
郑重声明：本实验并不是对所有SD卡都能成功运行第一步：打开winhex软件，用读卡器读SD卡，在winhex中查看SD卡
点击查找（ctrl+F） 输入FAT（找到DBR处）
发现DBR起始于0x11200扇区地址，它必是512整数倍，因为一个扇区含512BYTE，所以在程序中读一个扇区时一定要是512整数倍，否则会出错。11200地址对应的值是0xEB，本程序读一下这个地址的值看看是否正确。注意有的winhex编址是十进制 看看程序吧 #include
基于嵌入式ARM的SD卡的读写.
摘要 SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。本实训的作品是利用基于ARM Cotex-M3内核的嵌入式处理器STM32自带的SDIO硬件接口来驱动SD卡，并结合文件系统 FATFS R0.07C来完成一个基于嵌入式ARM的SD卡读写的作品，现实向SD 卡写入一个txt文件，并读取SD卡的文件目标并通过串口打印到PC机显示。 关键词：嵌入式；ARM；STM32；SD卡；文件系统
Abstract SD Card (Secure Digital Memory Card) Chinese translation for Secure Digital Card, it is a kind of based on semiconductor flash Memory of a new generation of Memory device, it is widely used in portable devices, such as Digital cameras, personal Digital assistant (PDA) and multimedia player, etc. This training work is based on ARM Cotex - M3 kernel embedded processor STM32 own SDIO hardware interface to drive the SD card, and combined with the file system FATFS R0.07 C to complete a based on embedded ARM of the SD card, speaking, reading and writing work, reality to SD card to a TXT file, and read SD card file goals and through the serial port print to PC display. Key words：embedded;ARM;STM32; SD Card; File system
基于Atmega128单片机SD卡读写程序(免费分享)
基于Atmega128单片机SD卡读写程序实物图对照 接线图
以下是一个简单的测试SD卡读写的程序，程序是基于Atmega128单片机编写的，对于Atmega的其他单片机仅需要做管脚改动就可以使用，其他单片机更改要更大。 sd.h //********************************************************** ******** //SPI各线所占用的端口 #define SD_SS PB6 #define SD_SCK PB1 #define SD_MOSI PB2 #define SD_MISO PB3 //********************************************************** ******** #define SD_DDR DDRB #define SD_PORT PORTB #define SD_PIN PINB #define SD_SS_H SD_PORT |= (1<#define SDSS_L SD_PORT &= ~(1<#define SD_SCK_H SD_PORT |= (1<#define SD_SCK_L SD_PORT &= ~(1<#define SD_MOSI_H SD_PORT |= (1<#define SD_MOSI_L SD_PORT
&= ~(1< #define SD_MISO_IN (SD_PIN&(1
sd卡协议分析
sd Mmc 目录 第一章 SD卡系统概念 3 §1.1 SD卡概述 3 §1.2 SD卡的系统特征 3 §1.3 SD卡的系统概念 4 §1.4 SD卡的总线传输 6 §1.5 SD卡的引脚 10 §1.6 SD卡主要寄存器介绍 12 §1.7 SD卡子系统结构 14 第二章 SD卡初始化及状态转换 16 §2.1SD卡状态及初始化过程 16 §2.2SD卡数据传输过程 18 1.SD卡基础 1.SD卡概述 SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制，同时三个公司联合成立了SD协会，并制定SD卡相关的协议标准。SD卡协议主要包括物理层协议、SD卡控制器设计手册、SDIO卡手册三部分。 其中SDIO指的是安全数字输入输出卡(Secure Digital Input and Output Card)，是在SD标准上定义了一种外设接口，通过SD的I/O接脚来连接外围设备，并且通过SD上的 I/O数据接位与这些外围设备进行数据传输。相关的一些设备为：GPS、
相机、Wi-Fi、调频广播、条形码读卡器、蓝牙等。SDIO本质上是一种接口，通过该接口可以连接一些其他功能的设备而非仅仅是存储设备。 1.2 SD卡的系统特征（SD物理层协议v 2.0） ?针对移动和固定应用； ?存储容量： 标准容量SD存储卡：最高2G 高容量SD存储卡：2G以上(在该规范版本中，最高32G) ?电压范围： 高电压SD存储卡—操作电压范围：2.7~3.6V 双电压SD存储卡—操作电压范围：低电压范围(T.B.D)和 2.7~ 3.6V ?分为只读卡和读/写卡； ?默认模式：时钟频率可在0~25MHz间变化，高达12.5MB/s 的接口速度(使用4条并行数据线) ； ?高速模式：时钟频率可在0~50MHz间变化，高达25MB/s 的接口速度(使用4条并行数据线) ； ?支持高速，电子商务和将来功能的转换功能命令； ?存储域错误纠正； ?读操作期间移去卡，内容不损坏； ?内容保护机制—符合SDMI标准的最高安全性； ?卡的密码保护(CMD42 - LOCK_UNLOCK)；
SD卡SPI读写中文资料
7S P I模式 本文是小弟自己翻译的（处女作哦~~~~~），难免有不妥之处，望交流指教！ 联系方式 QQ：286225453 Email:ioro55555@https://www.wendangku.net/doc/bb18209286.html, 7.1介绍 SPI模式 SPI模式由二次传递协议组成，这个协议由Flash（基于SD卡）提供。本模式是SD卡协议的子协议，目的是用SPI信道通讯。SPI模式在SD卡上电后第一个复位指令（CMD0）执行后被选择，并且在接通电源时不能改变。SPI标准定义 7.2 SPI总线 SD卡信道由指令和数据位（起始位和结束位）组成，SPI信道由字节定向。每一个指令或数据块由8位的字节和CS标志构成。类似SD卡协议, SPI通讯由指令、响应和数据组成。全部的主机与SD卡之间的通信由主机控制。主机执行每一跟CS标志为低的总线。SPI模式与SD模式的响应特性有以下三方面不同∶ 1、被选择的卡始终对指令作出反应。 2、一个附加的（8BIT）响应产生。 3、在SD卡遇到数据检索问题时，它会作出错误反应，而不是像在SD模式中一样执行一次空操作。 除命令响应之外,每一个数据块在写操作期间会作出专门的信息响应标志反应发送给SD卡。数据块可以大到一个扇区小到一个字节。读／写操作由CSD(指令信号译码器)寄存器操作。 7.2.1模式选择 SD卡在上电后自动SD模式。如果CS标志在接受复位指令（CMD0）期间为低，它将进入SPI模式并且处于空闲状态。如果SD卡识别到需要保持SD模式，它不会对指令作出任何反应并且保持在SD模式中。如果需要SPI模式，SD卡将转到SPI模式并且进行SPI模式R1响应。回到SD模式的必须重新上电。在SPI 模式下，SD卡遵守部分协议系统。支持SPI模式的SD卡指令始终有效。 7.2.2总线传送保护 SPI模式
读写SD卡的设计及其程序硬件
前言 长期以来，以Flash Memory为存储体的SD卡因具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用于消费类电子产品中。特别是近年来，随着价格不断下降且存储容量不断提高，它的应用范围日益增广。当数据采集系统需要长时间地采集、记录海量数据时，选择SD卡作为存储媒质是开发者们一个很好的选择。在电能监测以及无功补偿系统中，要连续记录大量的电压、电流、有功功率、无功功率以及时间等参数，当单片机采集到这些数据时可以利用SD作为存储媒质。本文主要介绍了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的应用方案。 设计方案 应用AT89C52读写SD卡有两点需要注意。首先，需要寻找一个实现AT89C52单片机与SD卡通讯的解决方案；其次，SD卡所能接受的逻辑电平与AT89C52提供的逻辑电平不匹配，需要解决电平匹配问题。 通讯模式 SD卡有两个可选的通讯协议：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡标准的读写方式，但是在选用SD模式时，往往需要选择带有SD卡控制器接口的MCU，或者必须加入额外的SD 卡控制单元以支持SD卡的读写。然而，AT89C52单片机没有集成SD卡控制器接口，若选用SD模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下，选用SPI模式可以说是一种最佳的解决方案。因为在SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场上很多MCU都集成有现成的SPI接口电路，采用SPI模式对SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计。 虽然AT89C52不带SD卡硬件控制器，也没有现成的SPI接口模块，但是可以用软件模拟出SPI总线时序。本文用SPI总线模式读写SD卡。 电平匹配 SD卡的逻辑电平相当于3.3V TTL电平标准，而控制芯片AT89C52的逻辑电平为5V CMOS 电平标准。因此，它们之间不能直接相连，否则会有烧毁SD卡的可能。出于对安全工作的考虑，有必要解决电平匹配问题。 要解决这一问题，最根本的就是解决逻辑器件接口的电平兼容问题，原则主要有两条：一为输出电平器件输出高电平的最小电压值，应该大于接收电平器件识别为高电平的最低电压值；另一条为输出电平器件输出低电平的最大电压值，应该小于接收电平器件识别为低电平的最高电压值。 一般来说，通用的电平转换方案是采用类似SN74ALVC4245的专用电平转换芯片，这类芯片不仅可以用作升压和降压，而且允许两边电源不同步。但是，这个方案代价相对昂贵，而且一般的专用电平转换芯片都是同时转换8路、16路或者更多路数的电平，相对本系统仅仅需要转换3路来说是一种资源的浪费。
SD卡读写的方式(用SD模式)
大家读写SD卡怎么不用SD模式方式读取，是SPI方式读取简单? 下面贴一段代码，是在FPGA上程序，只能用SD模式进行读，没有文件系统，没有用AVR硬件实现，电路图： 电路说明，SD_DAT3一直给高电平 程序： #ifndef __SD_Card_H__ #define __SD_Card_H__ #define High 1 #define Low 0 //------------------------------------------------------------------------- // SD Card Set I/O Direction #define SD_CMD_IN DDRX.1 = Low #define SD_CMD_OUT DDRX.1 = High #define SD_DAT_IN DDRX.2 = Low #define SD_DAT_OUT DDRX.2 = High #define SD_CLK_OUT DDRX.3 = High #define SD_DAT3_OUT DDRX.0 = High // SD Card Output High/Low #define SD_CMD_LOW PORTX.1 = Low
#define SD_CMD_HIGH PORTX.1 = High #define SD_DAT_LOW PORTX.2 = Low #define SD_DAT_HIGH PORTX.2 = High #define SD_CLK_LOW PORTX.3 = Low #define SD_CLK_HIGH PORTX.3 = High #define SD_DAT3_HIGH PORTX.0 = High // SD Card Input Read #define SD_TEST_CMD PINX.1 #define SD_TEST_DAT PINX.2 //------------------------------------------------------------------------- #define BYTE unsigned char #define UINT16 unsigned int #define UINT32 unsigned long //------------------------------------------------------------------------- void Ncr(void); void Ncc(void); BYTE response_R(BYTE); BYTE send_cmd(BYTE *); BYTE SD_read_lba(BYTE *,UINT32,UINT32); BYTE SD_card_init(void); //------------------------------------------------------------------------- BYTE read_status; BYTE response_buffer[20]; BYTE RCA[2]; BYTE cmd_buffer[5]; const BYTE cmd0[5] = {0x40,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd55[5] = {0x77,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd2[5] = {0x42,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd3[5] = {0x43,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd7[5] = {0x47,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd9[5] = {0x49,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE cmd16[5] = {0x50,0x00,0x00,0x02,0x00}; const BYTE cmd17[5] = {0x51,0x00,0x00,0x00,0x00}; const BYTE acmd6[5] = {0x46,0x00,0x00,0x00,0x02}; const BYTE acmd41[5] = {0x69,0x0f,0xf0,0x00,0x00}; const BYTE acmd51[5] = {0x73,0x00,0x00,0x00,0x00}; //------------------------------------------------------------------------- void Ncr(void) { SD_CMD_IN; SD_CLK_LOW; SD_CLK_HIGH; SD_CLK_LOW; SD_CLK_HIGH;