SPI模式下对SD卡的操作

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参考文献： SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification Version 3.01 STM32的SPI设备简介： STM32F107VC有3个SPI设备，SPI控制器在输出数据的同时采样输入数据，使用相同时钟线。 Master设备写操作的同时，读入寄存器同时采样填充，每次也需要清空寄存器。 Master设备的读操作，实际上是通过写数据输出时钟序列，采样MISO的信号。 SD卡简介： SD卡的技术规范经过几次升级，与最初版本已有很大不同，本文基于Ver 3.01讨论 从容量上分  容量 命名  简称   0G<容量<2G Standard Capacity SD Memory Card   SDSC或SD  2G<容量<32G High Capacity SD Memory Card  SDHC  32G<容量<2T Extended Capacity SD Memory Card  SDXC SD卡支持SPI的Mode0和Mode3 SD卡支持50MHz总线，STM32的APB2总线最高72MHz，SPI分频?为36Mhz，理论上所有SD卡都可以正常操作，实际上一些低版本的卡缺乏稳定性 插入信号CD： CD线是可选的信号线，没有卡时为高电位，有卡插入时CD为低电位 CD Waiting while ((*gpiob_idr)&0x4000) {} 电位稳定延迟： CS线为高的状态下输出若干时钟，延迟利于电位稳定 Init Stable sd_cs(1); //sending dummy data few times for (ii=0; ii<0xF; ii++) { sd_bytedata(0xFF); } SD卡的准备状态，初始化操作： SD卡从上电到可读写状态需要一定序列命令的操作，这个过程包括选择SPI模式和判断卡的版本以及供电操作 SD规范中的流程图 CMD0 SD卡上电后使用CMD0进入SPI模式，CMD0的返回值是1字节的R1，R1应该为空闲0x01 CMD0 sd_cs(0); sd_command(cmd, cc); res=sd_response(); sd_cs(1); while ((rtn!=0x01) CMD8 版本2.0以上的SD卡支持CMD8命令，包括大部分SDHC的卡和所有SDXC卡，早期的SDHC卡有可能仍属于V1.0卡 命令返回值R7，第一字节为R1，Ver1.0的卡对R1的“非法命令”位2置位，Ver2.0以上卡应返回0x01 CMD8 rtn = sd_cmd8_version_check(&sdif); if ((rtn&0x04)==0x04) { rtn=sd_v1_process(&sdif); } else { rtn=sd_v2_process(&sdif); } ACMD41和CMD1 ACMD41是为卡供电命令，供电前卡的状态为空闲（idle），R1的返回值为0x01，供电后为动作状态(ready) 一些早期的卡认为ACMD41是非法命令，只能用MMC的CMD1命令供电 ACMD41 Ready if (rtn == 0x01) { while (rtn==0x01) { rtn = sd_send_cond_acmd41_v1(); } } if ((rtn&0x04)==0x04) { // invalid command rtn = 0x01; while (rtn==0x01) { rtn = sd_cmd1_mmc_ready(); } } CMD58 CMD58读取卡的状态，一个重要的标志位CCS，会影响到读写操作中地址数据的设定 CCS为1时为高版本卡，数据地址为页单位，512字节为一页 CCS为0时，地址为以字节为单位实际地址 CCS置位与否也取决于ACMD41中对HCS：30bit的置位请求 CMD58 CCS rtn = sd_read_ocr_cmd58(sd_inf->rx.r3); sd_inf->ccs = (sd_inf->rx.r3[0]>>6)&0x01; CMD9 取得卡容量等信息，CSO寄存器，CSO是16个字节的结构体，加上2字节的CRC，应读取18字节的内容 Read CSO sd_cs(0); sd_command(cmd, cc); rtn = sd_response(); if (rtn == 0x00) { if(sd_data_token()==0xFE) { sd_data(cso, 20); } else { rtn = 0xFF; } } sd_cs(1); 卡的信息也有版本区别，需要分别处理 CSO Version sd_inf->csd_version = (cso[0]>>6)&0x3; if (sd_inf->csd_version==0x0) { sd_inf->block = cso[5]&0xF; sd_inf->unit = cso[6]&0x3; sd_inf->unit <<= 8; sd_inf->unit |= cso[7]; sd_inf->unit <<= 2; sd_inf->unit |= (cso[8]&0xC0)>>6; sd_inf->multi = (cso[9]&0x3); sd_inf->multi <<= 1; sd_inf->multi |= (cso[10]&0x80)>>7; sd_inf->page = sd_inf->unit + 1; sd_inf->page <<= (sd_inf->multi + 2); sd_inf->size = sd_inf->page << sd_inf->block; } else { sd_inf->block = cso[5]&0xF; sd_inf->unit = cso[7]&0x3F; sd_inf->unit <<= 8; sd_inf->unit |= cso[8]; sd_inf->unit <<= 8; sd_inf->unit |= cso[9]; sd_inf->page = sd_inf->unit * 1024; sd_inf->size = sd_inf->page << sd_inf->block; } CMD24 CMD17 CMD24写数据 CMD17读数据 SD的读写都要以页单位进行，无论是否是新版本。 老版本的地址设定也要从页的起始处，一般为512的倍数 数据块紧接在命令块的后面。 数据块长度515个字节，起始标志字节为0xFE，实际数据512字节，2字节CRC CRC使用CRC-16算法，不计算时可以设置为0xFF 写操作之后要等待非忙信号，忙信号使MISO为低电位，接收数据一直为0 CMD17 Read Block sd_cs(0); sd_command(cmd, cc); rtn = sd_response(); if (rtn==0x00) { rtn = sd_data_token(); if(rtn==0xFE) { for (cc=0; cc<512; cc++) { data[cc] = 0xAA; data[cc] = sd_bytedata(0xFF); } sd_bytedata(0xFF); sd_bytedata(0xFF); } rtn=0; } sd_cs(1); CMD24 Write Block sd_cs(0); sd_command(cmd, cc); rtn = sd_response(); if (rtn==0x00) { sd_bytedata(0xFF); sd_bytedata(0xFE); for (cc=0; cc<512; cc++) { sd_bytedata(data[cc]); } sd_bytedata(0xFF); sd_bytedata(0xFF); rtn = sd_response(); cc = 0; while (rtn == 0x00) { //R1b busy rtn = sd_bytedata(0xFF); cc++; } } sd_cs(1);

正点原子

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发现一个错误

ACMD命令的发送实际上是两个命令，CMD55之后，片选信号需要重新复位后在发送
SD规范中没有找到相关描述，市面上一些卡也支持不重新复位
经过反复测试，以上方法适用于绝大多数情况
特此更正

411706246

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爱吃水煮鱼

看了一下楼主的程序，不像是新手写的，但为什么很少注释且没有分模块呢？想必这个程序日后读起来，或要进行移植都要多花费一些时间吧。

yfgww

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