SD卡内部构造与工作原理免费分享Word下载.docx

SD卡内部构造与工作原理免费分享Word下载.docx

《SD卡内部构造与工作原理免费分享Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SD卡内部构造与工作原理免费分享Word下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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.JPG

5、MicroSD卡管脚名称：

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。

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.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。

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。

SPI命令格式

Byte1

Byte2-5

Byte6

7

6

5 

0

31 

1

Command

CommandArgument

CRC

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

//******************************************************************

//SPI各线所占用的端口

#defineSD_SS 

PB6 

#defineSD_SCK 

PB1

#defineSD_MOSI 

PB2

#defineSD_MISO 

PB3

#defineSD_DDR 

DDRB

#defineSD_PORT 

PORTB

#defineSD_PIN 

PINB

#defineSD_SS_H 

SD_PORT|=（1<

#defineSDSS_L 

SD_PORT&

=~（1<

#defineSD_SCK_H 

#defineSD_SCK_L 

#defineSD_MOSI_H 

#defineSD_MOSI_L 

#defineSD_MISO_IN 

（SD_PIN&

（1<

//-------------------------------------------------------------

//错误号

#defineINIT_CMD0_ERROR 

0xFF

#defineINIT_CMD1_ERROR 

0xFE

#defineWRITE_BLOCK_ERROR 

0xFD

#defineREAD_BLOCK_ERROR 

0xFC

#defineTRUE 

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）

#defineSD_RESET 

0x40+0 

#defineSD_INIT 

0x40+1

#defineSD_READ_CSD 

0x40+9

#defineSD_READ_CID 

0x40+10

#defineSD_STOP_TRANSMISSION0x40+12

#defineSD_SEND_STATUS 

0x40+13

#defineSD_SET_BLOCKLEN 

0x40+16

#defineSD_READ_BLOCK 

0x40+17

#defineSD_READ_MULTI_BLOCK0x40+18

#defineSD_WRITE_BLOCK 

0x40+24

#defineSD_WRITE_MULTI_BLOCK0x40+25

//片选关（MMC/SD-CardInvalid）

#defineSD_Disable（）SD_SS_H

//片选开（MMC/SD-CardActive）

#defineSD_Enable（）SD_SS_L

SD_TEST.C

//****************************************************************************************/

//ICC-AVRapplicationbuilder:

03-5-208:

39:

11

//Target:

M128

//Crystal:

3.6864Mhz

#include

#include 

'

sd.h'

voiduart0_init（void）;

voidputchar（unsignedcharcontent）;

voidputstr（unsignedchar*s）;

voidSD_Port_Init（void）;

unsignedcharSD_Init（void）;

unsignedcharSD_write_sector（unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer）;

unsignedcharSD_read_sector（unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer）;

unsignedcharSPI_TransferByte（unsignedcharbyte）;

unsignedcharWrite_Command_SD（unsignedcharcmd,unsignedlongaddress）;

unsignedlongSD_find（void）;

//**************************************************************************

//串口调试程序

voiduart0_init（void）

{

UCSR0B=0x00;

//disablewhilesettingbaudrate

UCSR0A=0x00;

UCSR0C=0x06;

//00000110UART0设置为异步模式、无奇偶校验、1位停止位、8位数据位

UBRR0L=0x17;

//setbaudratelo

UBRR0H=0x00;

//setbaudratehi设置UART0口通信速率9600

UCSR0B=0x18;

}

voidputchar（unsignedcharcontent）

while（!

（UCSR0A&

（1<

<

UDRE0）））;

/*判断上次发送有没有完成*/

UDR0=content;

/*发送数据*/

voidputstr（unsignedchar*s）

while（*s）

{

putchar（*s）;

s++;

}

//****************************************************************************

//端口初始化

voidSD_Port_Init（void）

SD_PORT 

|= 

（1<

SD_DDR 

&

//初始化MMC/SD卡为SPI模式

unsignedcharSD_Init（void）

unsignedcharretry,temp;

unsignedchari;

SPCR=0x53;

//设定SPI为128分频，慢速进行初始化

SPSR=0x00;

for（i=0;

i<

0x0f;

i++） 

SPI_TransferByte（0xff）;

//延迟74个以上的时钟

SD_Enable（）;

//开片选

SPI_TransferByte（SD_RESET）;

//发送复位命令

SPI_TransferByte（0x00）;

SPI_TransferByte（0x95）;

retry=0;

do{

temp="

Write"

_Command_SD（SD_INIT,0）;

//发送初始化命令

retry++;

if（retry==100） 

//重试100次

SD_Disable（）;

//关片选

return（INIT_CMD1_ERROR）;

//如果重试100次失败返回错误号

}while（temp!

=0）;

MSD_Disable（）;

SPCR=0x50;

//设置SPI为2分频。

进行高速读写

SPSR=0x01;

return（TRUE）;

//返回成功

//发送命令给MMC/SD卡

//Return:

返回MMC/SD卡对命令响应的第2字节，作为命令成功判断

unsignedcharWrite_Command_SD（unsignedcharcmd,unsignedlongaddress）

unsignedchartmp;

unsignedcharretry="

0"

;

SPI_TransferByte（0xFF）;

SPI_TransferByte（cmd）;

//将32位地址进行移位作为地址字节 

SPI_TransferByte（address>

>

24）;

16）;

8）;

SPI_TransferByte（address）;

do{

tmp=SPI_TransferByte（0xFF）;

//发送8个时钟接受最后一个字节 

}while（（tmp==0xff）&

&

（retry<

8））;

return（tmp）;

//写一个扇区（512Byte）toMMC/SD-Card

//如果写完成返回TRUE

unsignedcharSD_write_sector（unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer）

unsignedchartemp;

unsignedinti;

//延迟8个时钟 

temp=Write_Command_MMC（MMC_WRITE_BLOCK,addr<

9）;

//发送写扇区命令

if（temp!

=0x00）

return（temp）;

SPI_TransferByte（0xFE）;

512;

i++）

SPI_TransferByte（*Buffer++）;

//发送512字节数据

//CRC-Byte

//DummyCRC

//CRCCode

temp=SPI_TransferByte（0xFF）;

//读SD卡运行响应

if（（temp&

0x1F）!

=0x05） 

//如果最后4位为0101，为操作成功。

否则为操作失败。

return（WRITE_BLOCK_ERROR）;

//返回错误

while（SPI_TransferByte（0xFF）!

=0xFF）;

//返回成功

//读512字节fromMMC/SD-Card

//如果成功返回TRUE

unsignedcharSD_read_sector（unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer）

unsignedchardata;

MMC_Enable（）;

temp=Write_Command_SD（SD_READ_BLOCK,addr<

//发送读扇区命令

SD_Disab