1、1、 簡介：sd卡（secure digital memory card）是一種為滿足安全性、容量、性能和使用環境等各方面的需求而設計的一種新型存儲器件，sd卡允許在兩種模式下工作，即sd模式和spi模式，本 系統采用spi模式。本小節僅簡要介紹在spi模式下，stm32處理器如何讀寫sd卡，如果讀者如希望詳細了解sd卡，可以參考相關資料。sd 卡內部結構及引腳如下圖所示：sd卡內部圖.jpg2、sd卡管腳圖：sd卡圖.jpg3、spi模式下sd各管腳名稱為：sd 卡：spi模式下sd各管腳名稱 為.jpg注： 一般sd有兩種模式：sd模式和spi模式，管腳定義如下：（a）、sd mode 1

2、、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、rsvsd 卡主要引腳和功能為：clk：時鐘信號，每個時鐘周期傳輸一個命令或數據位，頻率可在025mhz之間變化，sd卡的總線管理器可以不受任何限制的自由產生025mhz 的頻率；cmd：雙向命令和回復線，命令是一次主機到從卡操作的開始，命令可以是從主機到單卡尋址，也可以是到所有卡；回復是對之前命令的回答，回復可以來自單 卡或所有卡；dat03

3、：數據線，數據可以從卡傳向主機也可以從主機傳向卡。sd卡以命令形式來控制sd卡的讀寫等操作。可根據命令對多塊或單塊進行讀寫操作。在spi模式下其命令由6個字節構成，其中高位在前。sd卡命令 的格式如表1所示，其中相關參數可以查閱sd卡規范。4、microsd卡管腳圖：microsd卡管腳圖.jpg5、microsd卡管腳名稱：microsd卡管腳名 稱.jpgsd 卡與microsd卡僅僅是封裝上的不同，microsd卡更小，大小上和一個sim卡差不多，但是協議與sd卡相同。一般我們用單片機操作sd 卡時，都不需要對fat分區表信息做處理，原因如下：1）、操作fat分區表要增加程序代碼量、增加

4、sram的消耗，對于便攜應用來說代碼大小和 占用sram的多少至關重要。2）、即使我們對fat分區表不做任何了解，實際上我們一樣可以向sd卡上寫入數據，這就表明使用fat對我們做數 據存儲應用來說如同雞肋。3）、耗費大量經歷和時間去了解fat分區表對于我們做嵌入式軟件開發的人來說有些得不償失。4）、sd卡支持 兩種操作模式，sd模式和spi模式，spi模式做sd數據操作時根本不需要知道fat，這時候sd卡對于我們來說實際上就是個大的、快速的、方便的、容 量可變的外部存儲器。基于以上原因，一般情況下對sd卡的操作只需要了解spi通訊就可以了，而現在大部分單片機都有spi接口，那么操作sd卡 易如

5、反掌。以下是做sd卡試驗時使用的電路圖：sd卡試驗時使用的電路 圖.jpgsd_cs/ 連接到單片機的片選sd管腳，只有單片機設置sd_cs/為低電平時才可以操作sd卡。mosi連接單片機spi總線的mosi管腳（spi數據 輸入），單片機從這個管腳讀取sd卡內的數據。miso連接單片機spi總線的miso管腳（spi數據輸出）、單片機通過這個管腳向sd卡內寫 入數據。sck連接單片機spi總線的sck(spi時鐘）sd管腳實際上在sd卡內部連接到了gnd，當sd插座上沒插入sd卡時，單 片機從這個管腳能讀到高電平（前提是使用單片機內部上拉輸入，或者外部增加一個上拉電阻），一旦插入sd卡，這個

6、管腳就變成低電平，這個功能用來檢測是否 插入sd卡。rsv1和rsv2是保留功能管腳，不需要操作。microsd卡的連接和sd卡大同小異，只是microsd卡比sd卡少 一個gnd管腳，所以不能使用上面做的這種插入卡的檢測，實際上現在很多sd卡/microsd卡插座都有插入檢測管腳，當然，一分錢一分貨，價格上當然 也要貴一些順便提一下，普通sd卡插座最多5塊錢。spi命令格式byte 1byte2-5byte 6765 031 07001commandcommand argumentcrc1以下是一個簡單的測試sd卡讀 寫的程序，程序是基于atmega128單片機編寫的，對于atmega的其他

7、單片機僅需要做管腳改動就可以使用，其他單片機更改要更大。sd.h/*/spi 各線所占用的端口#define sd_ss pb6 #define sd_sck pb1#define sd_mosi pb2#define sd_miso pb3/*#define sd_ddr ddrb#define sd_port portb#define sd_pin pinb#define sd_ss_h sd_port |= (1#define sdss_l sd_port &= (1#define sd_sck_h sd_port |= (1#define sd_sck_l sd_port &= (1#

8、define sd_mosi_h sd_port |= (1#define sd_mosi_l sd_port &= (1#define sd_miso_in (sd_pin&(1/-/ 錯誤號/-#define init_cmd0_error 0xff#define init_cmd1_error 0xfe#define write_block_error 0xfd#define read_block_error 0xfc#define true 0x01/- / mmc/sd 命令(命令號從40開始，只列出基本命令，并沒有都使用)/-#define sd_reset 0x40 + 0 #d

9、efine sd_init 0x40 + 1#define sd_read_csd 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 0x40 + 17#define sd_read_multi_block 0x40 + 18#define sd_write_block 0x40 + 24#define sd_write_m

10、ulti_block 0x40 + 25/片選關(mmc/sd-card invalid)#define sd_disable() sd_ss_h/片選開 (mmc/sd-card active)#define sd_enable() sd_ss_lsd_test.c/*/icc-avr application builder : 03-5-20 8:39:11/ target : m128/ crystal: 3.6864mhz#include#include#include sd.hvoid uart0_init(void);void putchar(unsigned char conte

11、nt);void putstr(unsigned char *s);void sd_port_init(void);unsigned char sd_init(void);unsigned char sd_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer);unsigned char sd_read_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer);unsigned char spi_transferbyte(unsigned char byte);unsigned char write_

12、command_sd(unsigned char cmd,unsigned long address);unsigned long sd_find(void);/*/ 串口調試程序/*void uart0_init(void)ucsr0b = 0x00; /disable while setting baud rateucsr0a = 0x00;ucsr0c = 0x06; / 00000110 uart0設置為異步模式、無奇偶校驗、1位停止位、8位數據位ubrr0l = 0x17; /set baud rate loubrr0h = 0x00; /set baud rate hi 設置uar

13、t0口通信速率9600ucsr0b = 0x18;void putchar(unsigned char content)while(!(ucsr0a & (1 udre0); /* 判斷上次發送有沒有完成 */udr0 = content; /* 發送數據 */void putstr(unsigned char *s)while(*s)putchar(*s);s+;/*/ 端口初始化void sd_port_init(void)/*sd_port |= (1sd_ddr |= (1sd_ddr &= (1/*/ 初始化 mmc/sd 卡為spi模式unsigned char sd_init(v

14、oid)/*unsigned char retry,temp;unsigned char i;spcr=0x53; /設定spi為128分頻，慢速進行初始化spsr=0x00;for (i=0;i24);spi_transferbyte(address16);spi_transferbyte(address8);spi_transferbyte(address);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xff);dotmp = spi_transferbyte(0xff); /發送8個時鐘接受最后一個字節 retry+;while(tmp=0xff)&

15、(retry8);return(tmp);/*/ 寫一個扇區(512byte) to mmc/sd-card/如果寫完成返回trueunsigned char sd_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer)/*unsigned char temp;unsigned int i;spi_transferbyte(0xff); /延遲8個時鐘 sd_enable(); /開片選temp = write_command_mmc(mmc_write_block,addr9); /發送寫扇區命令if(temp != 0x00)sd_di

16、sable();return(temp);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xff);spi_transferbyte(0xfe);for (i=0;i512;i+)spi_transferbyte(*buffer+); /發送512字節數據/crc-bytespi_transferbyte(0xff); /dummy crcspi_transferbyte(0xff); /crc codetemp = spi_transferbyte(0xff); /讀sd卡運行響應if(temp & 0x1f)!=0x05) /如果最后4位為0101，為操作

17、成功。否則為操作失敗。sd_disable();return(write_block_error); /返回錯誤while (spi_transferbyte(0xff) != 0xff);sd_disable();return(true); /返回成功 /*/ 讀512字節 from mmc/sd-card/如果成功返回trueunsigned char sd_read_sector(unsigned long addr,unsigned char *buffer)/*unsigned char temp;unsigned int i;unsigned char data;spi_trans

18、ferbyte(0xff); mmc_enable();temp = write_command_sd(sd_read_block,addr9);/發送讀扇區命令if(temp != 0x00)sd_disable();return(read_block_error); /返回錯誤號 while(spi_transferbyte(0xff) != 0xfe);for(i=0;i512;i+)data = spi_transferbyte(0xff); /存數據 *buffer+=data;spi_transferbyte(0xff); /讀crc碼spi_transferbyte(0xff);

19、 /讀crc碼sd_disable();return(true); /返回成功/*/ 查找數據開始標志（預設datastart）根據實際需要刪改/*unsigned long sd_find(void) unsigned long tmp=400;unsigned char data512;dosd_read_sector(tmp,data); /從0扇區開始查找tmp+; /查找datastart while(!(data0=d)&(data1=a)&(data2=t)&(data3=a)&(data4=s)&(data5=t)&(data6=a)&(data7=r)&(data8=t);r

20、eturn tmp; /返回開始標志的下一個扇區 /*/ 發送一個字節/*unsigned char spi_transferbyte(unsigned char byte)spdr = byte;while (!(spsr & 0x80); /檢測線路是否空閑 return spdr;/*/ 主程序例子/*void main(void) unsigned long temp;unsigned char data512;unsigned char data2512=sssssssssssssssssssssssss;unsigned char comm1=rnhello worldrn;uns

21、igned char comm2=rnsd_init okrn;uart0_init();sd_port_init(); /端口初始化if(sd_init()= 0x01) /sd卡初始化，并讀取返回值putstr(comm2);temp=sd_find(); /查找datastart數據開始標志，返回下一扇區地址sd_read_sector(1001,data); /讀取temp地址的512字節數據，512字節數據存入data數組putstr(data); sd_write_sector(temp,data2); /將data2數組512字節數據寫入temp扇區測試程序很簡單，僅僅是做了一下

22、讀寫sd卡的測試。關于sd卡的幾點注意事項。1、無論我們愿意不愿意，sd卡每次讀寫數據的最小單位是1個扇區，即512個字節。2、sd卡與單片機連接的 spi總線不能太長，要盡量短。這樣的好處是速度可以更快，也不容易出錯。3、雖然我們并不關心fat文件表，但是我們仍然要關心sd卡的存儲結構，如果我們不想使用pc機來讀取保存在sd卡上的數據那我們就不用關心sd存儲結構了。但，作為一個大容量的可移動存儲設備，不能用pc機來讀取是個很大的遺憾，我解決這個遺憾的方法如下：3-1、因為我不了解fat復雜的結構，所以我做的程序沒法去按照fat表的各項功能來進行創建文件、刪除文件、創建目錄等等操作。3-2、雖然我們的單片機不能創建文件，但是pc機是可以創建文件的