51单片机实现对SD卡的读写.docx

1、51单片机实现对SD卡的读写51单片机实现对SD卡的读写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卡的硬件与读写时序进行研究。对于SD卡的硬件结构，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

2、实际的测试后，使用51单片机成功实现了对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：SD卡引脚功能详述：引脚编号SD模式 SPI模式名称类型描述名称类型描述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0DOO或PP数据输出8DAT1IO或PP数据线1RSV9DAT2IO或PP数据线2RSV注：S：电源供给 I：输入 O：采用推拉驱动的输出PP：采用推

3、拉驱动的输入输出SD卡SPI模式下与单片机的连接图： SD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进行数据通信。而SPI方式采用4线 制，使用CS、CLK、DataIn、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卡工作于SD方式或SPI方式。这里只对其SPI方式进行介绍。（2）SPI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S

4、PI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： 命令的传输过程采用发送应答机制，过程如下： 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06参数错误5地址错误4擦除序列错误3CRC错误2非法命令1擦除复位0闲置状态字节位

5、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错误2非法命令1擦除复位0闲置状态27溢出，CSD覆盖6擦除参数5写保护非法4卡ECC失败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3CRC错误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 /-unsignedcharWrite_Command_SD(unsignedchar*CMD) unsignedchartmp; unsignedcharretry=0; unsig

6、nedchari; /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+); /获得16位的回应Read_Byte_SD();/readthefirstbyte,ignoreit.do /读取后8位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。

7、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CMD0与CMD1，使SD卡进入SPI模式 初始化时序图： 初始化例程：/-初始化SD卡到SPI模式 /-unsignedcharSD_Init() unsignedcharretry,temp; unsignedchari; unsignedcharCMD=0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95; SD_Port_Init();/初始化驱动端口In

8、it_Flag=1;/将初始化标志置1for(i=0;isector_count=sectorBuffer.dat6&0x03; vinf-sector_countsector_count+=sectorBuffer.dat7; vinf-sector_countsector_count+=(sectorBuffer.dat8&0xc0)6; /获取multipliervinf-sector_multiply=sectorBuffer.dat9&0x03; vinf-sector_multiplysector_multiply+=(sectorBuffer.dat10&0x80)7; /获取S

9、D卡的容量vinf-size_MB=vinf-sector_count(9-vinf-sector_multiply); /getthenameofthecardRead_CID_SD(sectorBuffer.dat); vinf-name0=sectorBuffer.dat3; vinf-name1=sectorBuffer.dat4; vinf-name2=sectorBuffer.dat5; vinf-name3=sectorBuffer.dat6; vinf-name4=sectorBuffer.dat7; vinf-name5=0x00;/endflag 以上程序将信息装载到一个结

10、构体中，这个结构体的定义如下： typedefstructSD_VOLUME_INFO /SD/SDCardinfounsignedintsize_MB; unsignedcharsector_multiply; unsignedintsector_count; unsignedcharname6; 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： 扇区读的程序例程：unsignedcharSD_Read

11、_Sector(unsignedlongsector,unsignedchar*buffer) unsignedcharretry; /命令16unsignedcharCMD=0x51,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF; unsignedchartemp; /地址变换由逻辑块地址转为字节地址sector=sector24); CMD2=(sector&0x00FF0000)16); CMD3=(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); retr

12、y+; if(retry=100) return(READ_BLOCK_ERROR);/blockwriteError! while(temp!=0); /ReadStartByteformMMC/SD-Card(FEh/StartByte)/Nowdataisready,youcanreaditout.while(Read_Byte_MMC()!=0xfe); readPos=0; SD_get_data(512,buffer);/512字节被读出到buffer中return0; 其中SD_get_data函数如下： /-/获取数据到buffer中 /-voidSD_get_data(unsignedintBytes,unsignedchar*buffer) unsignedintj; for(j=0;j*buffer+=Read_Byte_SD(); 6）扇区写扇区写是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512个字节。过程与扇区读相似，只是数据的方向相反与写入