SD卡学习（SDIO和SPI模式）
SD卡学习（SDIO和SPI模式）
** SD卡的操作模式：SD卡模式（SDIO）、SPI模式(默认为SD模式)。
其中SD卡模式的信号线有：CLK、CMD、DAT0-DAT3，6根线。
SPI模式的信号线有：CS、CLK、MISO（DATAOUT）、MOSI(DATAIN),4根线。
SD卡只能使用3.3V的I/O电平。SPI模式下信号线要加10-100K的上拉电阻。
SD卡有五个寄存器：
| 名称 | 宽度 | 描述 |
|---|---|---|
| CID | 128 | 卡标识寄存器 |
| RCA | 16 | 相对地址寄存器（Relative Card Address）：本地系统中卡的地址，动态变化，在主机初始化的时候确定，SPI模式中没有。 |
| CSD | 128 | 卡描述数据：卡操作条件相关的信息数据 |
| SCR | 64 | SD配置寄存器：SD卡特定信息数据 |
| OCR | 32 | 操作条件寄存器 |
SD卡的命令格式：
命令CMD0就是0，CMD16就是16，以此类推。
SPI命令格式为6字节构成，高位在前（MSB）。
| 字节1 | 字节2-5 | 字节6 |
|---|---|---|
| 7 | 6 | 5-0 |
| 0 | 1 | command |
字节1的最高2位固定是01,低6位为命令号（CMD0就是0，CMD16就是16，以此类推），字节2-5为命令参数，有些命令是没有参数的；字节6的高7位为CRC，最低位恒为1。
SD卡的命令总共有12类，下表为几个比较重要的命令：
SD卡的主要相关各种命令解析
CMD0： SD卡进入IDLE和复位SD卡
CMD1： 读OCR，是否为SD卡
CMD2： 获取卡CID信息
CMD3： 获取SD卡所分配的相对地址
CMD9： 获取SD卡的存储信息（容量、块大小等）
CMD12：停止传输操作
CMD13：获取卡的状态
CMD16：设置SD卡块大小
CMD17：使SD卡进入传输状态、读取单个块
CMD18: 使SD卡进入传输状态、读取多个块，直到收到CMD12为止
CMD24：使SD卡进入传输状态、写入单个块
CMD25: 使SD卡进入传输状态、写入多个块
| 命令 | 参数 | 回应 | 描述 |
|---|---|---|---|
| CMD0(0X00) | NONE | R1 | 复位SD卡 |
| CMD8(0X08) | VHS+Check Pattern | R7 | 发送接口状态命令 |
| CMD9(0X09) | NONE | R1 | 读取卡特定数据寄存器 |
| CMD10(0X0A) | NONE | R1 | 读取卡标志数据寄存器 |
| CMD16(0X10) | 块大小 | R1 | 设置块大小（字节数） |
| CMD17(0X11) | 地址 | R1 | 读取一个块的数据 |
| CMD24(0X18) | 地址 | R1 | 写入一个块的数据 |
| CMD41(0X29) | NONE | R3 | 发送给主机容量支持信息和激活卡初始化过程 |
| CMD55(0X37) | NONE | R1 | 告诉SD卡，下一个是特定应用命令 |
| CMD58(0X3A) | NONE | R3 | 读取OCR寄存器 |
SD卡和单片机的通信采用发送应答机制:
| R1响应格式 |
|---|
| 位 |
| 含义 |
初始化SD卡过程：
SPI操作模式下：在SD卡收到复位命令时，CS为有效电平（低电平），则SPI模式被启用，在发送CMD之前要先发送74个时钟，64个为内部供电上升时间，10个用于SD卡同步；之后才能开始CMD操作，在初始化时CLK时钟不能超过400KHz。
接着我们看看SD卡的初始化，** SD卡的典型初始化过程如下：**
1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；
2、上电延时（>74个CLK）；
3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；
4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；
5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；
6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化
这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。
SD卡读取数据，这里通过CMD17来实现，具体过程如下：
1、发送CMD17；
2、接收卡响应R1；
3、接收数据起始令牌0XFE；
4、接收数据；
5、接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。
6、禁止片选之后，发多8个CLK；
以上就是一个典型的读取SD卡数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下：
1、发送CMD24;
2、接收卡响应R1；
3、发送写数据起始令牌0XFE；
4、发送数据；
5、发送2字节的伪CRC；
6、禁止片选之后，发多8个CLK；
以上就是一个典型的写SD卡过程。关于SD卡的介绍，我们就介绍到这里，更详细的介绍请参考光盘SD卡的参考资料（SD卡2.0协议）。
