51单片机实现对SD卡的读写
(1)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。
(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:
字节 | 位 | 含义 |
1 | 7 | 开始位,始终为0 |
6 | 参数错误 | |
5 | 地址错误 | |
4 | 擦除序列错误 | |
3 | CRC错误 | |
2 | 非法命令 | |
1 | 擦除复位 | |
0 | 闲置状态 |
字节 | 位 | 含义 |
1 | 7 | 开始位,始终为0 |
6 | 参数错误 | |
5 | 地址错误 | |
4 | 擦除序列错误 | |
3 | CRC错误 | |
2 | 非法命令 | |
1 | 擦除复位 | |
0 | 闲置状态 | |
2 | 7 | 溢出,CSD覆盖 |
6 | 擦除参数 | |
5 | 写保护非法 | |
4 | 卡ECC失败 | |
3 | 卡控制器错误 | |
2 | 未知错误 | |
1 | 写保护擦除跳过,锁/解锁失败 | |
0 | 锁卡 |
字节 | 位 | 含义 |
1 | 7 | 开始位,始终为0 |
6 | 参数错误 | |
5 | 地址错误 | |
4 | 擦除序列错误 | |
3 | CRC错误 | |
2 | 非法命令 | |
1 | 擦除复位 | |
0 | 闲置状态 | |
2~5 | 全部 | 操作条件寄存器,高位在前 |
写命令的例程:
- //-----------------------------------------------------------------------------------------------
- 向SD卡中写入命令,并返回回应的第二个字节
- //-----------------------------------------------------------------------------------------------
- unsignedcharWrite_Command_SD(unsignedchar*CMD)
- {
- unsignedchartmp;
- unsignedcharretry=0;
- unsignedchari;
- //禁止SD卡片选
- SPI_CS=1;
- //发送8个时钟信号
- Write_Byte_SD(0xFF);
- //使能SD卡片选
- SPI_CS=0;
- //向SD卡发送6字节命令
- for(i=0;i<0x06;i++)
- {
- Write_Byte_SD(*CMD++);
- }
- //获得16位的回应
- Read_Byte_SD();//readthefirstbyte,ignoreit.
- do
- {//读取后8位
- tmp=Read_Byte_SD();
- retry++;
- }
- while((tmp==0xff)&&(retry<100));
- return(tmp);
- }
2)初始化
SD卡的初始化是非常重要的,只有进行了正确的初始化,才能进行后面的各项操作。在初始化过程中,SPI的时钟不能太快,否则会造初始化失败。在初始化成 功后,应尽量提高SPI的速率。在刚开始要先发送至少74个时钟信号,这是必须的。在很多读者的实验中,很多是因为疏忽了这一点,而使初始化不成功。随后 就是写入两个命令CMD0与CMD1,使SD卡进入SPI模式
初始化时序图:
初始化例程:
- //--------------------------------------------------------------------------
- 初始化SD卡到SPI模式
- //--------------------------------------------------------------------------
- unsignedcharSD_Init()
- {
- unsignedcharretry,temp;
- unsignedchari;
- unsignedc
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