SPI总线协议详解：SD卡与主控器通信

"SPI总线协议的详细解读，主要源于SanDisk Secure Digital Card产品手册的第2.2版本，由译者醇酒翻译。" SPI（Serial Peripheral Interface）总线协议是一种广泛应用于微控制器和外围设备间通信的简单串行接口。在本章节中，SPI总线协议的介绍侧重于主控制器与SD卡之间的交互过程，包括加电复位、进入SPI模式、命令的发送与接收、数据传输、错误处理以及SPI模式下的命令集。 1. **加电复位与进入SPI模式**： SD卡在加电后会经历一个复位过程，此过程确保所有内部状态机重置到初始状态。通过特定的时序，主控制器可以将SD卡设置为SPI模式，这通常涉及向SD卡发送特定的复位命令。 2. **命令与响应**： SPI模式下，SD卡使用一种命令结构来接收和响应主控制器的指令。命令由命令字节、参数字节（如果适用）和一个响应序列组成。响应序列通常是R1型响应，包含状态信息。 3. **数据传输**： 数据在SPI总线上以串行方式传输，主控器作为主机，控制数据流的方向。数据传输通常在命令的执行后进行，如读取或写入数据。SPI协议定义了数据的起始和结束标志，以确保正确同步。 4. **命令集**： SPI模式下，SD卡支持一系列命令，如读取数据（READ_SINGLE_BLOCK, READ_MULTIPLE_BLOCK），写入数据（WRITE_BLOCK, WRITE_MULTIPLE_BLOCK），擦除操作（ERASE_GROUP_START, ERASE_GROUP_END）等。每个命令都有其特定的用途和限制条件。 5. **错误处理**： 当通信过程中出现错误，例如命令错误或数据校验失败，SD卡会返回一个包含错误信息的响应字节。主控制器需要根据这些信息采取适当的纠正措施。 6. **兼容性与限制**： 提到的文档版本较旧，未涵盖容量超过2GB的SD卡标准。随着技术发展，新版本的手册可能包含了更高级别的功能和更大的存储容量支持。 译者醇酒在文末表达了对更新版SD卡手册的需求，指出旧版手册的局限性，特别是对于国内电子工程师来说，获取最新技术资料的困难，以及希望促进SD卡在国内市场的普及。 SPI总线协议的掌握对于嵌入式系统设计和SD卡应用开发至关重要。了解这些细节可以帮助开发者有效地与SD卡进行通信，确保数据的可靠传输和系统的稳定运行。