首页 > 应用 > 单片机应用
[导读]一、前言 SD 卡有两个可选的通讯协议:SD 模式和 SPI模式 SD 模式是SD 卡标准的读写方式,但是在选用SD 模式时,往往需要选择带有SD 卡控制器接口的 MCU,或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD 卡的读写 然而,大

一、前言

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/mcu/201807/781852.htm

SD 卡有两个可选的通讯协议:SD 模式和 SPI模式 SD 模式是SD 卡标准的读写方式,但是在选用SD 模式时,往往需要选择带有SD 卡控制器接口的 MCU,或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD 卡的读写 然而,大多数MCU都没有集成SD 卡控制器接口,若选用SD 模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下, 选用 SPI模式可以说是一种最佳的解决方案 因为在 SPI模式下,通过四条线就可以完成所有的数据交换,并且目前市场上很多MCU都集成 有现成的SPI接口电路,采用 SPI模式对 SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计

二、硬件电路实现

以NXP的LPC2210 ARM7MCU为例,下图是周立功开发的实现板电路

这里,将LPC2210MCU的SPI0用于SD卡的控制和数据读写。对SPI0的两个数据线加了上拉电阻以便于MMC卡兼容。

卡供电采用了可控方式,通过GPIO口控制MOS管对其进行供电。

卡检测电路也使用GPIO口实现。通过读GPIO口数据,检查卡是否写保护和完全插入。

具体内容可以参考周立功的说明书,百度文库里边有

三、SD卡物理接口

我们看到的SD卡一包如下所示,包含9个引脚和一个写保护开关:

其引脚定义如下:

注:1. S:电源;I:输入;O:推挽输出;PP:推挽I/O。 2. 扩展的DAT线(DAT1 ~ DAT3)在上电后处于输入状态。它们在执行SET_BUS_WIDTH命令后作为DAT线操作。当不使用DAT1 ~ DAT3 线时,主机应使自己的DAT1~DAT3线处于输入模式。这样定义是为了与MMC卡保持兼容。

3. 上电后,这条线为带 50K?上拉电阻的输入线(可以用于检测卡是否存在或选择 SPI 模式) 。用户可以在正常的数据传输中用 SET_CLR_CARD_DETECT(ACMD42)命令断开上拉电阻的连接。MMC卡的该引脚在SD模式下为保留引脚,在SD模式下无任何作用。 4. MMC卡在SD模式下为:I/O/PP/OD。 5. MMC卡在SPI模式下为:I/PP。

四、对SD卡的控制流程

1、SD卡的SPI工作模式

SD 卡在上电初期自动进入SD 总线模式,在此模式下向 SD 卡发送复位命令CMD0 。如果SD卡在接收复位命令过程中CS低电平有效,则进入SPI模式,否则工作在SD 总线模式。

下边是插入SD卡,并初始化为SPI模式的流程图:(至于CMD××究竟是什么样的命令,本文最后会附上)

在复位成功之后可以通过CMD55和ACMD41 判断当前电压是否在工作范围内 主机还可以继续通过CMD10读取SD 卡的CID寄存器,通过CMD16 设置数据 Block长度,通过CMD9 读取卡的 CSD寄存器 从CSD 寄存器中,主机可获知卡容量,支持的命令集等重要参数。

2、数据块的读写

完成SD 卡的初始化之后即可进行它的读写操作 SD卡的读写操作都是通过发送 SD 卡命令完成的SPI总线模式支持单块(CMD24)和多块(CMD25)写操作,多块操作是指从指定位置开始写下去,直到SD 卡收到一个停止命令CMD12才停止 单块写操作的数据块长度只能是512 字节 单块写入时,命令为CMD24,当应答为0时说明可以写入数据,大小为512 字节 SD 卡对每个发送给自己的数据块都通过一个应答命令确认,它为1个字节长,当低 5位为00101 时,表明数据块被正确写入SD 卡 在需要读取SD 卡中数据的时候,读SD卡的命令字为CMD17,接收正确的第一个响应命令字节为0xFE,随后是512 个字节的用户数据块,最后为2 个字节的CRC验证码 可见,读写SD 卡的操作都是在初始化后基于 SD 卡命令和响应完成操作的,写、读 SD 卡的程序流程图如下所示 :

(1)写SD卡流程

(2)读SD卡流程

五、SD卡的操作命令集合

对SD卡的操作就靠这些命令来实现的。一下命令来自周立功的SD/MMC中间件。我查了好多地方都只显示CMD0、CMD1之类的东西,而没人说这些东西是什么。就贴到这里供参考,这也是我写这个博客的目的,因为这些命令我找了好久的。关于SD,我一句操作代码都没贴。。。

/* 命令响应定义 define command's response */

#define R1 1

#define R1B 2

#define R2 3

#define R3 4


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


SD卡SPI模式下命令集


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


/******************************** 基本命令集 Basic command set **************************/

/* 复位SD 卡 Reset cards to idle state */

#define CMD0 0

#define CMD0_R R1


/* 读OCR寄存器 Read the OCR (MMC mode, do not use for SD cards) */

#define CMD1 1

#define CMD1_R R1


/* 读CSD寄存器 Card sends the CSD */

#define CMD9 9

#define CMD9_R R1


/* 读CID寄存器 Card sends CID */

#define CMD10 10

#define CMD10_R R1


/* 停止读多块时的数据传输 Stop a multiple block (stream) read/write operation */

#define CMD12 12

#define CMD12_R R1B


/* 读 Card_Status 寄存器 Get the addressed card's status register */

#define CMD13 13

#define CMD13_R R2


/***************************** 块读命令集 Block read commands **************************/


/* 设置块的长度 Set the block length */

#define CMD16 16

#define CMD16_R R1


/* 读单块 Read a single block */

#define CMD17 17

#define CMD17_R R1


/* 读多块,直至主机发送CMD12为止 Read multiple blocks until a CMD12 */

#define CMD18 18

#define CMD18_R R1


/***************************** 块写命令集 Block write commands *************************/

/* 写单块 Write a block of the size selected with CMD16 */

#define CMD24 24

#define CMD24_R R1


/* 写多块 Multiple block write until a CMD12 */

#define CMD25 25

#define CMD25_R R1


/* 写CSD寄存器 Program the programmable bits of the CSD */

#define CMD27 27

#define CMD27_R R1


/***************************** 写保护 Write protection *****************************/

/* Set the write protection bit of the addressed group */

#define CMD28 28

#define CMD28_R R1B


/* Clear the write protection bit of the addressed group */

#define CMD29 29

#define CMD29_R R1B


/* Ask the card for the status of the write protection bits */

#define CMD30 30

#define CMD30_R R1


/***************************** 擦除命令 Erase commands *******************************/

/* 设置擦除块的起始地址(只用于SD卡) Set the address of the first write block to be erased(only for SD) */

#define CMD32 32

#define CMD32_R R1


/* 设置擦除块的终止地址(只用于SD卡) Set the address of the last write block to be erased(only for SD) */

#define CMD33 33

#define CMD33_R R1


/* 设置擦除块的起始地址(只用于MMC卡) Set the address of the first write block to be erased(only for MMC) */

#define CMD35 35

#define CMD35_R R1


/* 设置擦除块的终止地址(只用于MMC卡) Set the address of the last write block to be erased(only for MMC) */

#define CMD36 36

#define CMD36_R R1


/* 擦除所选择的块 Erase the selected write blocks */

#define CMD38 38

#define CMD38_R R1B


/***************************** 锁卡命令 Lock Card commands ***************************/

/* 设置/复位密码或上锁/解锁卡 Set/reset the password or lock/unlock the card */

#define CMD42 42

#define CMD42_R R1B

/* Commands from 42 to 54, not defined here */


/***************************** 应用命令 Application-specific commands ****************/

/* 禁止下一个命令为应用命令 Flag that the next command is application-specific */

#define CMD55 55

#define CMD55_R R1


/* 应用命令的通用I/O General purpose I/O for application-specific commands */

#define CMD56 56

#define CMD56_R R1


/* 读OCR寄存器 Read the OCR (SPI mode only) */

#define CMD58 58

#define CMD58_R R3


/* 使能或禁止 CRC Turn CRC on or off */

#define CMD59 59

#define CMD59_R R1


/***************************** 应用命令 Application-specific commands ***************/

/* 获取 SD Status寄存器 Get the SD card's status */

#define ACMD13 13

#define ACMD13_R R2


/* 得到已写入卡中的块的个数 Get the number of written write blocks (Minus errors ) */

#define ACMD22 22

#define ACMD22_R R1


/* 在写之前,设置预先擦除的块的个数 Set the number of write blocks to be pre-erased before writing */

#define ACMD23 23

#define ACMD23_R R1


/* 读取OCR寄存器 Get the card's OCR (SD mode) */

#define ACMD41 41

#define ACMD41_R R1


/* 连接/断开CD/DATA[3]引脚上的上拉电阻 Connect or disconnect the 50kOhm internal pull-up on CD/DAT[3] */

#define ACMD42 42

#define ACMD42_R R1


/* 读取SCR寄存器 Get the SD configuration register */

#define ACMD51 51

#define ACMD51_R R1


换一批

延伸阅读

[汽车电子] 罗德与施瓦茨独特的 R&S QAR可视化地描述了雷达罩的信号穿透性

罗德与施瓦茨独特的 R&S QAR可视化地描述了雷达罩的信号穿透性

汽车雷达通常位于保险杠和品牌标志后面。这些遮挡物(雷达罩)的材料应该尽可能允许雷达信号以一致和不受阻碍的方式通过。借助罗德与施瓦茨成像技术的QAR汽车雷达罩测试仪,研发和生产需求的用户现在可以很容易地、可靠地、并且自动化控制地进行测量测试。......

关键字:罗德与施瓦茨 雷达 自动化控制

[单片机新品] 加强物联网安全防御能力!ST推出STM32L5超低功耗微控制器

  加强物联网安全防御能力!ST推出STM32L5超低功耗微控制器

意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)推出新的STM32L5系列®Cortex®-M33内核微控制器(MCU),为低功耗物联网设备带来先进的网络保护功能。 ......

关键字:物联网 微控制器 ST STM32L5

[单片机应用] stm8s开发(四) CLOCK的使用:时钟控制!

stm8s开发(四) CLOCK的使用:时钟控制!

STM8S具有一个强大的时钟系统,内部提供一个高速16M的RC振荡器,和一个低速128K的RC振荡器。时钟控制器功能强大而且灵活易用。其目的在于使用户在获得最好性能的同时,亦能保证消耗的功率最低。用户可独立地管理各个......

关键字:stm8s CLOCK 时钟控制

[单片机应用] 固态继电器在PIC单片机控制的多回路温度检测系统的应用

固态继电器在PIC单片机控制的多回路温度检测系统的应用

1.引言 对于塑料制瓶工艺, 塑料加热处于溶融状态, 经高压注射成为管胚, 短时间冷却以后, 经过高压空气的吹胀, 在制瓶模具中成型。其工艺特点之一是: 溶融状态下的塑料定时流动; 成为管胚之后, 将与外部空气接触 2......

关键字:固态继电器 PIC 单片机控制 温度检测系统

[单片机应用] 破解MCU难于上青天?这几招告诉你什么叫大神

破解MCU难于上青天?这几招告诉你什么叫大神

时序攻击可用在安全保护是基于密码的微控制器,或使用确定数字的卡或密码来进行访问控制的系统,如达拉斯的iButton产品。这些系统中共有的风险是输入的连续数字在数据库进行再次校验。首先明白MCU是什么——即结构与......

关键字:微控制器 MCU

[测试测量] 吉时利2510-AT温度控制源表自动调谐过程

吉时利2510-AT温度控制源表自动调谐过程

自动调谐算法完成后,将提供两个PID值集合:最小超调量集合和最小设置时间集合。最小超调量集合保护待测器件不受到热伤害,对于在器件最大指定温度附近的温度设定点是非常有益的(参见图1)。对于没有接近最大指定温度......

关键字:吉时利 2510-AT 温度控制源表 自动调谐

[测试测量] Pickering Interfaces推出高性价比、高精度的PXI RTD仿真模块具有简洁的编程控制功能

Pickering Interfaces推出高性价比、高精度的PXI RTD仿真模块具有简洁的编程控制功能

英国Pickering公司于近日发布了一款PXI RTD仿真模块40-263系列。该系列模块提供了一种高精度仿真PT100,PT500或PT1000的RTD(电阻温度探测器)经济有效的方法。该系列单个模块可在一个或两个PXI槽上支持4,8,......

关键字:Pickering Interfaces PXI RTD仿真模块 编程控制

[单片机新品] 建安全的连网应用太费力?这款Microchip AVR MCU开发板可轻松实现

建安全的连网应用太费力?这款Microchip AVR MCU开发板可轻松实现

为了扩大与 Google Cloud的合作,美国微芯科技公司(Microchip Technology Inc. )推出了全新的物联网快速开发板,让设计人员能够在几分钟内创建连网设备原型。该解决方案结合了强大的AVR® 单片机(M......

关键字:Microchip AVR MCU 开发板

[单片机新闻] 中国MCU发展现状,怎样才能够逆袭?

中国MCU发展现状,怎样才能够逆袭?

国内现有的40余家MCU企业,比如兆易创新、中颖电子、华大半导体、灵动微电子和东软载波(原海尔集成电路)等等,这些企业具备开发和生产当今市场主流MCU的能力。 ......

关键字:MCU 32位MCU 微控制器

我 要 评 论

网友评论

芯闻号

技术子站

更多

项目外包

更多

推荐博客