深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结

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发表于 2009-9-15 13:50 | 只看该作者
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深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结(
/bbs/thread-4852-1-1.html
2011-1-20
深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结( - ARM专栏 - 赛微电子技术论坛 电子技术|电子论坛|电子工程师|单片机 - Powere... Page 3 of 26
SD卡图.JPG
/bbs/thread-4852-1-1.html
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
*
#define SD_DDR #define SD_PORT #define SD_PIN
DDRB PORTB PINB
#define SD_SS_H
SD_PORT |= (1<<SD_SS)
#define SDSS_L
SD_PORT &= ~(1<<SD_SS)
#define SD_SCK_H SD_PORT |= (1<<SD_SCK)
4、MicroSD卡管脚图：
MicroSD卡管脚图.JPG 5、MicroSD卡管脚名称：
/bbs/thread-4852-1-1.html
2011-1-20
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以下是做SD卡试验时使用的电路图：
/bbs/thread-4852-1-1.html
2011-1-20
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// MMC/SD 命令(命令号从40开始，只列出基本命令，并没有都使用)
//-------------------------------------------------------------
/bbs/thread-4852-1-1.html
2011-1-20
MicroSD卡管脚名称.JPG
SD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卡易如反掌。
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#define SD_SCK
PB1
#define SD_MOSI
PB2
#define SD_MISO
PB3
//*****************************************************************
//-------------------------------------------------------------
// 错误号
//-------------------------------------------------------------
#define INIT_CMD0_ERROR
2011-1-20
深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结( - ARM专栏 - 赛微电子技术论坛 电子技术|电子论坛|电子工程师|单片机 - Powere... Page 4 of 26
3、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：
2011-1-20
深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结( - ARM专栏 - 赛微电子技术论坛 电子技术|电子论坛|电子工程师|单片机 - Powere... Page 8 of 26
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。
SD卡 , 原理 , 结构 , 基础
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：
» 楼主
/bbs/thread-4852-1-1.html
2011-1-20
深入理解SD卡基础原理以及内部结构的总结( - ARM专栏 - 赛微电子技术论坛 电子技术|电子论坛|电子工程师|单片机 - Powere... Page 2 of 26
SD卡内部图.JPG 2、SD卡管脚图：
#define SD_SCK_L SD_PORT &= ~(1<<SD_SCK)
#define SD_MOSI_H SD_PORT |= (1<<SD_MOSI)
#define SD_MOSI_L SD_PORT &= ~(1<<SD_MOSI)
#define SD_MISO_IN (SD_PIN&(1<<SD_MISO))
0x40 + 17
#define SD_READ_MULTI_BLOCK 0x40 + 18
#define SD_WRITE_BLOCK
0x40 + 24
#define SD_WRITE_MULTI_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_L
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0xFF
#define INIT_CMD1_ERROR
0xFE
#define WRITE_BLOCK_ERROR 0xFD
#define READ_BLOCK_ERROR
0xFC
#define TRUE
0x01
//-------------------------------------------------------------
SPI命令格式
Byte 1
Byte2-5
Byte 6
7
6
5
0 31
0
7
0
Comman

0
1
Command Argument
d
CRC 1
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
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；
DAT0～3：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。
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#define SD_RESET
0x40 + 0
#define SD_INIT
0x40 + 1
#define SD_READ_CSD
（A）、SD MODE 1、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、RSV
SD卡主要引脚和功能为：
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2011-1-20
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2011-1-20
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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0～25MHz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0～25MHz的频率；
//*****************************************************************
* //SPI各线所占用的端口
#define SD_SS
PB6
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2011-1-20
SD卡试验时使用的电路图.JPG SD_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。
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