SD卡在SPI模式下的通信协议详解

"SD卡通过SPI模式进行通信的原理与操作方法" 在嵌入式系统中，SD（Secure Digital）卡常用于存储数据，而SPI（Serial Peripheral Interface）模式是一种简单且广泛使用的串行通信协议，尤其适用于低速、短距离的数据传输。将SD卡与主机设备连接时，可以选择SPI模式进行通信，这样可以减少硬件接口的需求，简化电路设计。 在SPI模式下，SD卡与主机之间的连接通常包括以下几个信号线： 1. DAT3：不用于SPI模式，可作为一般IO。 2. CS（Chip Select）：片选信号，用于选择SD卡。 3. CMD（Command）：命令线，发送命令到SD卡。 4. DI（Data Input）：数据输入线，主机向SD卡发送数据。 5. VSS：接地。 6. VDD：电源。 7. CLK（Clock）：时钟线，由主机提供。 8. DO（Data Output）：数据输出线，SD卡向主机发送数据。 9. DAT0~DAT3：在SPI模式下，只有DAT0被使用，其余为保留。 SD卡在SPI模式下的操作步骤如下： 1. 初始化：首先发送CMD0（GO_IDLE_STATE）命令，将SD卡设置到空闲状态。 2. OCR检查：发送CMD1（SEND_OP_COND）以获取OCR（Operational Condition Register）信息，确认卡的工作电压范围。 3. 获取CSD和CID：发送CMD9（SEND_CSD）和CMD10（SEND_CID）获取SD卡的配置和识别信息。 4. 设置块长度：对于不同速度等级的卡，可能需要设置块长度。例如，Class0不支持多块传输，Class2、4、6支持单块或多块传输，需要使用CMD16（SET_BLOCKLEN）来设定。 5. 读写操作：CMD17（READ_SINGLE_BLOCK）用于读取单个数据块，CMD18（READ_MULTIPLE_BLOCK）用于连续读取多个数据块；CMD24（WRITE_SINGLE_BLOCK）写入单个数据块，CMD25（WRITE_MULTIPLE_BLOCK）写入多个数据块。注意，在连续读写过程中，可以通过CMD12（STOP_TRANSMISSION）停止传输。 此外，SPI模式下的SD卡还有其他一些命令，如CMD32~CMD35用于Erase操作，CMD38（ERASE_GROUP_START/END）用于指定擦除区域，CMD27（PROGRAM_CSD）用于更新CSD寄存器等。 在代码实现上，例如`SdWrite()`函数用于向SD卡发送一个字节数据，而`SdRead()`函数用于读取一个字节数据。这两个函数通过控制SD_CLK、SD_DI和SD_CS信号实现SPI通信。在实际应用中，还需要考虑错误处理、CRC校验、等待应答等工作。 总结起来，SD卡通过SPI模式通信涉及了SD卡的初始化、命令发送、数据读写等多个环节，以及相应的硬件连接和软件实现。了解这些知识点有助于进行嵌入式系统的SD卡数据存储功能开发。