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1、实用文档51单片机实现对SD卡的读写SD卡在现在的日常生活与工作中使用非常广泛，时下已经成为最为通用的数据存储卡。在 诸如MP3数码相机等设备上也都采用 SD卡作为其存储设备。SD卡之所以得到如此广泛的使 用，是因为它价格低廉、存储容量大、使用方便、通用性与安全性强等优点。既然它有着这么 多优点，那么如果将它加入到单片机应 用开发系统中来，将使系统变得更加出色。这就要求 对SD#的硬件与读写时序进行研究。对于SD#的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍， 如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时 序，笔者在经过了实际的测试后，使用 51单片机成功实现
2、了对SD卡的扇区读写， 并对其读 写速度进行了评估。下面先来讲解 SD卡的读写时序。(1) SD卡的引脚定义：限摞，SD Memory *PCardSD卡引脚功能详述:11引脚编号SD模式SPI模式名称描述名称描述1CS/DAT3IO 或 PP卡检测/数据线3#CSI片选2CMDpp命令/回应DII数据输入3VSS1S电源地VSSS电源地4VDdS电源VDDS电源5CLKI时钟SCLKI时钟6VSS2S电源地VSS2S电源地7DAT0IO 或 PP数据线0DO。或PP数据输出DAT1IO 或 PP数据线1RSV9rDAT2IO 或 PP数据线2RSV注：S:电源供给 I :输入O:采用推拉驱动
3、的输出 PP:采用推拉驱动的输入输出文案大全实用文档SD卡SPI模式下与单片机的连接图: 口. L单片机3CK开蛇位始舞为命令内容他迎力姓码稣位蛇终为1cuat*VS91cuesvsssWtwSD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 DAT0DAT3行数据通信。而 SPI方式采用4线制，使用CS CLK Dataln、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卡工彳于SD方式或SPI方式。这里只 对其SPI方式进行介绍。(2) SPI
4、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：U 1 CONTENTCRC 1总长度为明个位，即白个字节命令的传输过程采用发
5、送应答机制，过程如下:文案大全实用文档i cmigponx由1B.ifnOv*-10匕眄T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17:开始位，始终为06 z参数错误5 J地址错误4:察除序列错误3(CRC昔误2 二上法命令14察除复位0 1对置状态了节位含义17开始位，始终为06参数错误5地址错误4擦除序列错误3CRC昔误2非法命令1擦除复位0对置状态27溢出，CSD盖6擦除参数5写保护非法4卡ECCfe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锁卡文案大全实用文档字节位含义17开始位，始终为06参数错误5地址错误4擦除序列错误
6、一3CRC昔误2非法命令1擦除复位0闲置状态25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unsigne d char/Write_Command_SDUnsigne d char *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;i0x06;i+)Write_Byte_SD(*CMD+);/获彳导16位的回应it.Read_
7、Byte_SD(); /read the first byte,ignore do /读取后8位文案大全实用文档tmp = Read_Byte_SD(); retry+; while (tmp=0xff)&(retry100); 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 CMD0f CMD 1
8、使$吓进入SP 模式elk(CMD) IN初始化时序图: M 8 irriAxi 8Ncr 4uCQh刖cs(CMOHM(DATAJOUT初始化例程:/初始化SD卡到SPI模式/文案大全实用文档unsigned char SD_Init() unsignedcharretry,temp;unsignedchari;unsignedcharCMD口 =0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95;SD_Port_Init(); /初始化驱动端口Init_Flag=1; /将初始化标志置1 for (i=0;isector_count vinf-sector_count vinf-s
9、ector_count vinf-sector_count vinf-sector_count / 获取 multiplier vinf-sector_multiply vinf-sector_multiply vinf-sector_multiply=sectorBuffer.dat6 =8;+= sectorBuffer.dat7; =2;+= (sectorBuffer.dat8=sectorBuffer.dat9 & 0x03;& 0x80)6; 7;文案大全实用文档/获取SD卡的容量vinf-sizeMBvinf-sector_count (9-vinf-sector_multipl
10、y);/ get the name of the card Read_CID_SD(sectorBuffer.dat);vinf-name0 vinf-name1 vinf-name2 vinf-name3vinf-name4 vinf-name5sectorBuffer.dat3;sectorBuffer.dat4;sectorBuffer.dat5;sectorBuffer.dat6;sectorBuffer.dat7;0x00; /end flagtypedef struct以上程序将信息装载到一个结构体中，这个结构体的定义如下:SDVOLUMEINFO/SD/SD Cardinfoun
11、signed unsigned unsigned unsignedintcharintcharsize_MB;sector_multiply;sector_count;name6;VOLUME_INFO_TYPE;5)扇区读扇区读是对SD卡驱动的目的之一。SD卡的每一个扇区中有512个字节，一次扇区读操作将把 某一个扇区内的512个字节全部读出。过程很简单，先写入命令，在得到相应的回应后，开始 数据读取。扇区读的时序：(CND) IN* ff Byt3 3T by CMD16 rDefault 512)扇区读的程序例程:文案大全实用文档char*buffer)unsigned char SD_
12、Read_Sector(unsigned long sector, unsigned unsignedcharretry;0x51,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF;/命令16unsignedcharCMD口unsignedchartemp;/地址变换由逻辑块地址转为字节地址sector =: sector24 );CMD2=二(sector&0x00FF0000)16 );CMD3=二(sector&0x0000FF00)8 );/将命令16写入SD卡retry=0;do/为了保证写入命令一共写100次temp=Write_Command_MMC(CMD);retry+;if
13、 (retry=100) return (READ_BLOCK_ERROR/block write Error! while (temp!=0);/Read Start Byte form MMC/SD-Card (FEh/Start Byte)/Now data is ready,you can read it out.while (Read_Byte_MMC() != 0xfe);readPos=0;SD_get_data(512,buffer) ;/512 字节被读出到 buffer 中return 0;其中SD_get_data函数如下：/获取数据到buffer中/文案大全实用文档vo
14、id SD_get_data( unsigned int Bytes, unsigned char *buffer) unsigned int j;for (j=0;j *buffer+ = Read_Byte_SD();6) 扇区写512个字节。过扇区写是SD卡驱动的另一目的。每次扇区写操作将向SD卡的某个扇区中写入 程与扇区读相似，只是数据的方向相反与写入命令不同而已。扇区写的时序:扇区写的程序例程:/写512个字节到SD卡的某一个扇区中去返回0说明写入成功/unsigned char SD_write_sector( unsigned long addr, unsigned charun
15、signed char tmp,retry;unsigned int i;/命令24*Buffer)文案大全unsignedchar CMD口=0x58,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF;addr =addr 24 );CMD2:=(addr&0x00FF0000)16 );CMD3:=(addr&0x0000FF00)8 );实用文档/写命令24到SD卡中去retry=0;do/为了可靠写入，写100次tmp=Write_Command_SD(CMD); retry+;if (retry=100) return (tmp); /send commamd Error! whil
16、e (tmp!=0);在写之前先产生100个时钟信号for (i=0;i100;i+) Read_Byte_SD();/写入开始字节Write_Byte_MMC(0xFE);/现在可以写入512个字节for (i=0;i512;i+) Write_Byte_MMC(*Buffer+);/CRC-ByteWrite_Byte_MMC(0xFF); /Dummy CRCWrite_Byte_MMC(0xFF); /CRC Code tmp=Read_Byte_MMC(); / read response if (tmp & 0x1F)!=0x05)/ 写入的512个字节是未被接受SPI_CS=1;
17、return (WRITE_BLOCK_ERROR)/Error!/等到SD卡不忙为止/因为数据被接受后，SD卡在向储存阵列中编程数据while (Read_Byte_MMC()!=0xff);文案大全实用文档/禁止SD卡 SPI_CS=1; return (0); /写入成功 此上内容在笔者的实验中都已调试通过。单片机采用STC89LEIL片机(SD卡的初始化电压为2.0V3.6V,操作电压为3.1V3.5V,因此不能用5V单片机，或进行分压处理)，工作于22.1184M 的时钟下，由于所采用的单片机中没硬件 SPI,采用软件模拟SPI,因此读写速率都较慢。如 果要半SD卡应用于音频、视频等要求高速场合，则需要选用有硬件SPI的控制器，或使用SD模式，当然这就需要各位读者对 SD模式加以研究，有了 SPI模式的基础，SD奠式应该不是什 么难事。文案大全