51單片機完成對SD卡的讀寫

SD卡在現(xiàn)在的日常生活與工作中使用非常廣泛，時下已經(jīng)成為最為通用的數(shù)據(jù)存儲卡。在諸如MP3、數(shù)碼相機等設備上也都采用SD卡作為其存儲設備

SD卡在現(xiàn)在的日常日子與作業(yè)中運用十分廣泛，時下已經(jīng)成為最為通用的數(shù)據(jù)存儲卡。在比如MP3、數(shù)碼相機等設備上也都選用SD卡作為其存儲設備。SD卡之所以得到如此廣泛的運用，是由于它價格低廉、存儲容量大、運用便利、通用性與安全性強等長處。已然它有著這么多長處，那么假如將它加入到單片機應用開發(fā)體系中來，將使體系變得愈加超卓。這就要求對SD卡的硬件與讀寫時序進行研究。關(guān)于SD卡的硬件結(jié)構(gòu)，在官方的文檔上有很具體的介紹，如SD卡內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)、存儲單元安排辦法等內(nèi)容。要完成對它的讀寫，最中心的是它的時序，筆者在經(jīng)過了實踐的測驗后，運用51單片機成功完成了對SD卡的扇區(qū)讀寫，并對其讀寫速度進行了評價。下面先來解說SD卡的讀寫時序。

（1）SD卡的引腳界說：

SD卡引腳功用臚陳：

注：S：電源供應I：輸入O：選用推拉驅(qū)動的輸出
PP：選用推拉驅(qū)動的輸入輸出 SD卡SPI形式下與單片機的銜接圖：

SD卡支撐兩種總線辦法：SD辦法與SPI辦法。其間SD辦法選用6線制，運用CLK、CMD、DAT0~DAT3進行數(shù)據(jù)通訊。而SPI辦法選用4線制，運用CS、CLK、DataIn、DataOut進行數(shù)據(jù)通訊。SD辦法時的數(shù)據(jù)傳輸速度與SPI辦法要快，選用單片機對SD卡進行讀寫時一般都選用SPI形式。選用不同的初始化辦法可以使SD卡作業(yè)于SD辦法或SPI辦法。這兒只對其SPI辦法進行介紹。

（2）SPI辦法驅(qū)動SD卡的辦法
SD卡的SPI通訊接口使其可以經(jīng)過SPI通道進行數(shù)據(jù)讀寫。從運用的視點來看，選用SPI接口的優(yōu)點在于，許多單片機內(nèi)部自帶SPI控制器，不但給開發(fā)上帶來便利，一起也見降低了開發(fā)本錢。但是，它也有欠好的當?shù)兀缡チ薙D卡的功能優(yōu)勢，要處理這一問題，就要用SD辦法，由于它供給更大的總線數(shù)據(jù)帶寬。SPI接口的選用是在上電初始時向其寫入第一個指令時進行的。以下介紹SD卡的驅(qū)動辦法，只完成簡略的扇區(qū)讀寫。
1）指令與數(shù)據(jù)傳輸
1.指令傳輸
SD卡本身有齊備的指令體系，以完成各項操作。指令格局如下：

指令的傳輸進程選用發(fā)送應對機制，進程如下：

每一個指令都有自己指令應對格局。在SPI形式中界說了三種應對格局，如下表所示：

寫指令的例程：

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向SD卡中寫入指令，并回來回應的第二個字節(jié)

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unsignedcharWrite_Command_SD(unsignedchar*CMD)

{

unsignedchartmp;

unsignedcharretry=0;

unsignedchari;

//制止SD卡片選

SPI_CS=1;

//發(fā)送8個時鐘信號

Write_Byte_SD(0xFF);

//使能SD卡片選

SPI_CS=0;

//向SD卡發(fā)送6字節(jié)指令

for(i=0;i<0x06;i++)

{

Write_Byte_SD(*CMD++);

}

//取得16位的回應

Read_Byte_SD();//readthefirstbyte,ignoreit.

do

{//讀取后8位

tmp=Read_Byte_SD();

retry++;

}

while((tmp==0xff)&&(retry<100));

return(tmp);

}

2）初始化

SD卡的初始化是十分重要的，只要進行了正確的初始化，才干進行后邊的各項操作。在初始化進程中，SPI的時鐘不能太快，否則會造初始化失利。在初始化成功后，應盡量進步SPI的速率。在剛開端要先發(fā)送至少74個時鐘信號，這是有必要的。在許多讀者的試驗中，許多是由于忽略了這一點，而使初始化不成功。隨后便是寫入兩個指令CMD0與CMD1，使SD卡進入SPI形式

初始化時序圖：


初始化例程：

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初始化SD卡到SPI形式

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unsignedcharSD_Init()

{

unsignedcharretry,temp;

unsignedchari;

unsignedcharCMD[]={0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95};

SD_Port_Init();//初始化驅(qū)動端口

Init_Flag=1;//將初始化標志置1

for(i=0;i<0x0f;i++)

{

Write_Byte_SD(0xff);//發(fā)送至少74個時鐘信號

}

//向SD卡發(fā)送CMD0

retry=0;

do

{//為了可以成功寫入CMD0,在這兒寫200次

temp=Write_Command_SD(CMD);

retry++;

if(retry==200)

{//超越200次

return(INIT_CMD0_ERROR);//CMD0Error!

}

}

while(temp!=1);//回應01h，中止寫入

//發(fā)送CMD1到SD卡

CMD[0]=0x41;//CMD1

CMD[5]=0xFF;

retry=0;

do

{//為了能成功寫入CMD1,寫100次

temp=Write_Command_SD(CMD);

retry++;

if(retry==100)

{//超越100次

return(INIT_CMD1_ERROR);//CMD1Error!

}

}

while(temp!=0);//回應00h中止寫入

Init_Flag=0;//初始化結(jié)束，初始化標志清零

SPI_CS=1;//片選無效

return(0);//初始化成功

}

3）讀取CID
CID寄存器存儲了SD卡的標識碼。每一個卡都有僅有的標識碼。
CID寄存器長度為128位。它的寄存器結(jié)構(gòu)如下：

它的讀取時序如下：

與此時序相對應的程序如下：

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讀取SD卡的CID寄存器16字節(jié)成功回來0

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unsignedcharRead_CID_SD(unsignedchar*Buffer)

{

//讀取CID寄存器的指令

unsignedcharCMD[]={0x4A,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};

unsignedchartemp;

temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16);//read16bytes

return(temp);

}

審核編輯黃昊宇