STM32下SD卡驱动详解

自己在这几个月中为了毕业设计放下了对S3C2440的学习，从而着手在STM32上的模块开发。我用STM32做的是一个有界面的MP3所以不得不用到SD卡，（当然nandflash也可以不过pcb难画不说，最主要容易坏掉）。SD卡方便快捷。

说道SD卡就会想到他的具体驱动，网上也有很多例子，但是都没这么详细说一个过程对于新手很难吃懂，当然这篇对于做过的同学来说没有什么作用，现在来具体分析一下吧。

我们所说的SD卡只是闪存的一种其全称是Secure Digital，意为“安全数码”，是由日本两大电器集团松下电器和东芝联手SanDisk共同推出的，于1999年8月首次发布。常见的闪存有：SD卡、CF卡、XD卡、MMC卡、SM卡、Mini SD卡、T-Flash卡。而SD卡又分类为：

SD、MiniSD、MicroSD、SDHC、MiniSD、MicroSD、SDXC、smart SD、SDI/O。它们在外形、速度、容量和命令都有区别。说道这就得说说最近的反日了，其实我们真没必要给国家添麻烦了，我们身边很多东西都是别人的，只是都不知道。所以壮大自己的知识为国家多做点事才是真正的爱国。

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。

这就说明SD卡里面是有一个控制器的，有相应寄存器，我们用SD卡其实是对相应的寄存器的设置，设置好后就可以用命令来对它进行操作了，（所以说SD卡用起来简单，因为很多事SD卡厂商已经做了）。

一，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，失去了SD卡的快速的性能优势。（SPI模式下用USB下载测试只有100K~300K的速度，而用SD模式就可以高达3M~10M），这就是SPI严重的缺点，但是对于我们学生用SPI是最简单，SD模式有很复杂的模式转换，转来转去的有一定的难度，不过也可以做SD模式，很多控制器都有SDIO了。

二，SD卡的命令

SD卡最重要的就是初始化，初始化重要的是命令的使用。SD卡初始化成功后几乎都能用了，所以我们要重点看一下初始化，不同的卡又不同的初始化过程（初始化时要注意SPI的速度不要高于400K)

SD卡的典型初始化过程如下：

1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的 SPI配置，IO口配置）；

2、上电延时（>74 个 CLK）（必须的）；

3、复位卡（CMD0）；

4、激活卡，内部初始化并获取卡类型（CMD1（用于 MMC卡）、CMD55、CMD41）（不同的地方就在这里）

5.、查询 OCR，获取供电状况（CMD58）（就是电压，一般不判断不然很多卡不能用）；

6、是否使用CRC（CMD59）（CRC校验）；

7、设置读写块数据长度（CMD16）；

8、读取 CSD，获取存储卡的其他信息（CMD9）；

9、发送 8CLK 后，禁止片选；

下面用图表示一下：（网上都有）

SD卡的每一个BLOCK的大小就是在这决定的一般为512.

可以看出操作SD卡都是命令，只要把这些命令作用搞清楚就可以自己驱动SD卡了，我把命令都贴出来：

SPI方式下的要SD模式下的话STM官方有很详细的库文件；

Class0 :(卡的识别、初始化等基本命令集)

CMD0:复位SD 卡.

CMD1:读OCR寄存器.

CMD9:读CSD寄存器.

CMD10:读CID寄存器.

CMD12:停止读多块时的数据传输

CMD13:读 Card_Status 寄存器

Class2 (读卡命令集):

CMD16:设置块的长度

CMD17:读单块.

CMD18:读多块,直至主机发送CMD12为止 .

Class4(写卡命令集) :

CMD24:写单块.

CMD25:写多块.

CMD27:写CSD寄存器 .

Class5 (擦除卡命令集):

CMD32:设置擦除块的起始地址.

CMD33:设置擦除块的终止地址.

CMD38: 擦除所选择的块.

Class6(写保护命令集):

CMD28:设置写保护块的地址.

CMD29:擦除写保护块的地址.

CMD30: Ask the card for the status of the write protection bits

class7：卡的锁定，解锁功能命令集

class8：申请特定命令集。

class10 －11 ：保留

其中　class1, class3,class9：SPI模式不支持

命令知道了我们来看一下命令的格式：

SD卡的指令由6字节(Byte)组成，如下：

Byte1：0 1 x x x x x x(命令号，由指令标志定义，如CMD39为100111即16进制0x27，那么完整的CMD39第一字节为01100111，即0x27+0x40)
Byte2-5:Command Arguments,命令参数，有些命令没有参数
Byte6:前7位为CRC(Cyclic Redundacy Check，循环冗余校验)校验位，最后一位为停止位1