sd卡学习笔记

1、1、 简介：sd卡（secure digital memory card）是一种为满足安全性、容量、性能和使用环境等各方面的需求而设计的一种新型存储器件，sd卡允许在两种模式下工作，即sd模式和spi模式，本 系统采用spi模式。本小节仅简要介绍在spi模式下，stm32处理器如何读写sd卡，如果读者如希望详细了解sd卡，可以参考相关资料。sd 卡内部结构及引脚如下图所示：sd卡内部图.jpg2、sd卡管脚图：sd卡图.jpg3、spi模式下sd各管脚名称为：sd 卡：spi模式下sd各管脚名称 为.jpg注： 一般sd有两种模式：sd模式和spi模式，管脚定义如下：（a）、sd mode 1

2、、cd/data3 2、cmd 3、vss1 4、vdd 5、clk 6、vss2 7、data0 8、data1 9、data2（b）、spi mode 1、cs 2、di 3、vss 4、vdd 5、sclk 6、vss2 7、do 8、rsv 9、rsvsd 卡主要引脚和功能为：clk：时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率可在025mhz之间变化，sd卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生025mhz 的频率；cmd：双向命令和回复线，命令是一次主机到从卡操作的开始，命令可以是从主机到单卡寻址，也可以是到所有卡；回复是对之前命令的回答，回复可以来自单 卡或所有卡；dat03

3、：数据线，数据可以从卡传向主机也可以从主机传向卡。sd卡以命令形式来控制sd卡的读写等操作。可根据命令对多块或单块进行读写操作。在spi模式下其命令由6个字节构成，其中高位在前。sd卡命令 的格式如表1所示，其中相关参数可以查阅sd卡规范。4、microsd卡管脚图：microsd卡管脚图.jpg5、microsd卡管脚名称：microsd卡管脚名 称.jpgsd 卡与microsd卡仅仅是封装上的不同，microsd卡更小，大小上和一个sim卡差不多，但是协议与sd卡相同。一般我们用单片机操作sd 卡时，都不需要对fat分区表信息做处理，原因如下：1）、操作fat分区表要增加程序代码量、增加

4、sram的消耗，对于便携应用来说代码大小和 占用sram的多少至关重要。2）、即使我们对fat分区表不做任何了解，实际上我们一样可以向sd卡上写入数据，这就表明使用fat对我们做数 据存储应用来说如同鸡肋。3）、耗费大量经历和时间去了解fat分区表对于我们做嵌入式软件开发的人来说有些得不偿失。4）、sd卡支持 两种操作模式，sd模式和spi模式，spi模式做sd数据操作时根本不需要知道fat，这时候sd卡对于我们来说实际上就是个大的、快速的、方便的、容 量可变的外部存储器。基于以上原因，一般情况下对sd卡的操作只需要了解spi通讯就可以了，而现在大部分单片机都有spi接口，那么操作sd卡 易如

5、反掌。以下是做sd卡试验时使用的电路图：sd卡试验时使用的电路 图.jpgsd_cs/ 连接到单片机的片选sd管脚，只有单片机设置sd_cs/为低电平时才可以操作sd卡。mosi连接单片机spi总线的mosi管脚（spi数据 输入），单片机从这个管脚读取sd卡内的数据。miso连接单片机spi总线的miso管脚（spi数据输出）、单片机通过这个管脚向sd卡内写 入数据。sck连接单片机spi总线的sck(spi时钟）sd管脚实际上在sd卡内部连接到了gnd，当sd插座上没插入sd卡时，单 片机从这个管脚能读到高电平（前提是使用单片机内部上拉输入，或者外部增加一个上拉电阻），一旦插入sd卡，这个

6、管脚就变成低电平，这个功能用来检测是否 插入sd卡。rsv1和rsv2是保留功能管脚，不需要操作。microsd卡的连接和sd卡大同小异，只是microsd卡比sd卡少 一个gnd管脚，所以不能使用上面做的这种插入卡的检测，实际上现在很多sd卡/microsd卡插座都有插入检测管脚，当然，一分钱一分货，价格上当然 也要贵一些顺便提一下，普通sd卡插座最多5块钱。spi命令格式byte 1byte2-5byte 6765 031 07001commandcommand argumentcrc1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

7、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#

8、define sd_mosi_h sd_port |= (1#define sd_mosi_l sd_port &= (1#define sd_miso_in (sd_pin&(1/-/ 错误号/-#define init_cmd0_error 0xff#define init_cmd1_error 0xfe#define write_block_error 0xfd#define read_block_error 0xfc#define true 0x01/- / mmc/sd 命令(命令号从40开始，只列出基本命令，并没有都使用)/-#define sd_reset 0x40 + 0 #d

9、efine sd_init 0x40 + 1#define sd_read_csd 0x40 + 9#define sd_read_cid 0x40 + 10#define sd_stop_transmission 0x40 + 12#define sd_send_status 0x40 + 13#define sd_set_blocklen 0x40 + 16#define sd_read_block 0x40 + 17#define sd_read_multi_block 0x40 + 18#define sd_write_block 0x40 + 24#define sd_write_m

10、ulti_block 0x40 + 25/片选关(mmc/sd-card invalid)#define sd_disable() sd_ss_h/片选开 (mmc/sd-card active)#define sd_enable() sd_ss_lsd_test.c/*/icc-avr application builder : 03-5-20 8:39:11/ target : m128/ crystal: 3.6864mhz#include#include#include sd.hvoid uart0_init(void);void putchar(unsigned char conte

11、nt);void putstr(unsigned char *s);void sd_port_init(void);unsigned char sd_init(void);unsigned char sd_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer);unsigned char sd_read_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer);unsigned char spi_transferbyte(unsigned char byte);unsigned char write_

12、command_sd(unsigned char cmd,unsigned long address);unsigned long sd_find(void);/*/ 串口调试程序/*void uart0_init(void)ucsr0b = 0x00; /disable while setting baud rateucsr0a = 0x00;ucsr0c = 0x06; / 00000110 uart0设置为异步模式、无奇偶校验、1位停止位、8位数据位ubrr0l = 0x17; /set baud rate loubrr0h = 0x00; /set baud rate hi 设置uar

13、t0口通信速率9600ucsr0b = 0x18;void putchar(unsigned char content)while(!(ucsr0a & (1 udre0); /* 判断上次发送有没有完成 */udr0 = content; /* 发送数据 */void putstr(unsigned char *s)while(*s)putchar(*s);s+;/*/ 端口初始化void sd_port_init(void)/*sd_port |= (1sd_ddr |= (1sd_ddr &= (1/*/ 初始化 mmc/sd 卡为spi模式unsigned char sd_init(v

14、oid)/*unsigned char retry,temp;unsigned char i;spcr=0x53; /设定spi为128分频，慢速进行初始化spsr=0x00;for (i=0;i24);spi_transferbyte(address16);spi_transferbyte(address8);spi_transferbyte(address);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xff);dotmp = spi_transferbyte(0xff); /发送8个时钟接受最后一个字节 retry+;while(tmp=0xff)&

15、(retry8);return(tmp);/*/ 写一个扇区(512byte) to mmc/sd-card/如果写完成返回trueunsigned char sd_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer)/*unsigned char temp;unsigned int i;spi_transferbyte(0xff); /延迟8个时钟 sd_enable(); /开片选temp = write_command_mmc(mmc_write_block,addr9); /发送写扇区命令if(temp != 0x00)sd_di

16、sable();return(temp);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xfe);for (i=0;i512;i+)spi_transferbyte(*buffer+); /发送512字节数据/crc-bytespi_transferbyte(0xff); /dummy crcspi_transferbyte(0xff); /crc codetemp = spi_transferbyte(0xff); /读sd卡运行响应if(temp & 0x1f)!=0x05) /如果最后4位为0101，为操作

17、成功。否则为操作失败。sd_disable();return(write_block_error); /返回错误while (spi_transferbyte(0xff) != 0xff);sd_disable();return(true); /返回成功 /*/ 读512字节 from mmc/sd-card/如果成功返回trueunsigned char sd_read_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer)/*unsigned char temp;unsigned int i;unsigned char data;spi_trans

18、ferbyte(0xff); mmc_enable();temp = write_command_sd(sd_read_block,addr9);/发送读扇区命令if(temp != 0x00)sd_disable();return(read_block_error); /返回错误号 while(spi_transferbyte(0xff) != 0xfe);for(i=0;i512;i+)data = spi_transferbyte(0xff); /存数据 *buffer+=data;spi_transferbyte(0xff); /读crc码spi_transferbyte(0xff);

19、 /读crc码sd_disable();return(true); /返回成功/*/ 查找数据开始标志（预设datastart）根据实际需要删改/*unsigned long sd_find(void) unsigned long tmp=400;unsigned char data512;dosd_read_sector(tmp,data); /从0扇区开始查找tmp+; /查找datastart while(!(data0=d)&(data1=a)&(data2=t)&(data3=a)&(data4=s)&(data5=t)&(data6=a)&(data7=r)&(data8=t);r

20、eturn tmp; /返回开始标志的下一个扇区 /*/ 发送一个字节/*unsigned char spi_transferbyte(unsigned char byte)spdr = byte;while (!(spsr & 0x80); /检测线路是否空闲 return spdr;/*/ 主程序例子/*void main(void) unsigned long temp;unsigned char data512;unsigned char data2512=sssssssssssssssssssssssss;unsigned char comm1=rnhello worldrn;uns

21、igned char comm2=rnsd_init okrn;uart0_init();sd_port_init(); /端口初始化if(sd_init()= 0x01) /sd卡初始化，并读取返回值putstr(comm2);temp=sd_find(); /查找datastart数据开始标志，返回下一扇区地址sd_read_sector(1001,data); /读取temp地址的512字节数据，512字节数据存入data数组putstr(data); sd_write_sector(temp,data2); /将data2数组512字节数据写入temp扇区测试程序很简单，仅仅是做了一下

22、读写sd卡的测试。关于sd卡的几点注意事项。1、无论我们愿意不愿意，sd卡每次读写数据的最小单位是1个扇区，即512个字节。2、sd卡与单片机连接的 spi总线不能太长，要尽量短。这样的好处是速度可以更快，也不容易出错。3、虽然我们并不关心fat文件表，但是我们仍然要关心sd卡的存储结构，如果我们不想使用pc机来读取保存在sd卡上的数据那我们就不用关心sd存储结构了。但，作为一个大容量的可移动存储设备，不能用pc机来读取是个很大的遗憾，我解决这个遗憾的方法如下：3-1、因为我不了解fat复杂的结构，所以我做的程序没法去按照fat表的各项功能来进行创建文件、删除文件、创建目录等等操作。3-2、虽然我们的单片机不能创建文件，但是pc机是可以创建文件的