SD卡SPI协议详解与操作指南

SD卡SPI协议的操作方式，包括SD卡加电后的复位、进入SPI模式、软件操作SD卡、命令集及其功能、读写擦除数据的方法和限制条件。 SD卡SPI协议是一种通信协议，用于主控制器（如微控制器或嵌入式系统）与SD卡之间的交互。SPI（Serial Peripheral Interface）总线协议是一种简单、高速的串行通信协议，通常用于设备间的短距离通信。在SD卡应用中，SPI模式提供了相对于其他模式（如四线模式）更为简单的接口，适用于资源有限的系统。 在SD卡初始化阶段，主控制器通过SPI协议进行复位操作，确保SD卡进入已知状态。复位后，SD卡可以被引导进入SPI模式。这个过程通常涉及特定的时序，例如发送特定的命令序列，以使SD卡识别并切换到SPI模式。 在SPI模式下，SD卡的命令集包含了一系列指令，如CMD0（复位）、CMD9（获取CID，卡标识符）、CMD55（应用命令）和ACMD41（获取OCR，操作条件寄存器）。这些命令允许主控制器查询和配置SD卡，例如检查其容量、设置工作模式等。对于数据传输，CMD17（读单块）和CMD24（写单块）用于读写数据，而擦除操作可能涉及CMD32至CMD38等命令。 数据传输在SPI模式下是同步的，由主控器通过SPI时钟线（SCK）驱动，数据通过MISO（主设备输入，从设备输出）和MOSI（主设备输出，从设备输入）线进行交换。每个命令或数据包都以开始和结束信号标记，并可能包含CRC校验以确保数据完整性。 错误处理是SPI协议的重要组成部分。当SD卡接收到无效命令或在数据传输过程中检测到错误时，它会返回一个错误响应。主控制器需要能够解析这些响应，采取适当的纠正措施，如重试命令或中断操作。 需要注意的是，该文档基于SanDisk Secure Digital Card产品手册的2.2版本，可能不包含2GB以上容量的SD卡标准。随着技术的发展，SD卡的规格不断更新，新的版本可能包含了更大的容量支持和其他改进。因此，对于最新的应用，建议参考最新的SD卡规范以获取最准确的信息。 SD卡SPI协议提供了基本的读写操作机制，使得各种电子设备能够与SD卡进行通信。理解和掌握这个协议对于开发支持SD卡的硬件或固件至关重要。