51单片机通过SPI接口操作SD卡命令详解

"51单片机通过SPI接口与SD卡进行通信，主要涉及的命令集中在Class0到Class11，这些命令用于初始化、读写、擦除、写保护以及卡的状态查询等功能。51单片机由于速度限制通常选用SPI模式而非SD模式。在SPI模式下，SD卡的CMD0用于复位，CMD1读OCR寄存器，CMD9读CSD，CMD10读CID，CMD16设置块长度，CMD17读单块，CMD18读多块，CMD24写单块，CMD25写多块，CMD32设置擦除块起始地址，CMD38执行擦除操作。SD卡的硬件连接包括CMD、DAT0、CLK、VDD、VSS等引脚，需注意SD卡电源为3.3V，并在某些引脚上添加上拉电阻。SD卡内部有CID、RCA和DSR等寄存器，分别存储卡的识别号、相对地址和可选参数。" 在51单片机读写SD卡的过程中，首先需要进行SD卡的初始化，这是通过执行Class0中的命令完成的。CMD0用于复位SD卡，确保卡处于待命状态；CMD1可以读取OCR（Operating Conditions Register）寄存器，获取卡的工作条件；CMD9和CMD10则分别用于读取CSD（Card-Specific Data）和CID（Card Identifier）寄存器，获取卡的规格和标识信息。当数据传输开始时，CMD12用于停止多块读取，CMD13读取Card_Status寄存器来检查卡的状态。 对于数据读写，Class2提供了CMD16用于设置块长度，适应不同大小的数据传输需求。CMD17用于读取单个数据块，CMD18则持续读取直至收到CMD12停止命令。写操作由Class4的命令执行，如CMD24写入单块，CMD25连续写入多个块，而CMD27可以更新CSD寄存器。擦除操作属于Class5，包括设定擦除范围（CMD32和CMD33）和实际擦除操作（CMD38）。 针对写保护功能，Class6的CMD28和CMD29用来设置或擦除写保护块的地址，CMD30则用于查询写保护状态。此外，Class7涉及卡的锁定和解锁功能，而Class8允许申请特定的命令集，不过Class10和Class11是保留的，不应用于常规操作。 硬件层面，51单片机与SD卡的连接使用SPI（Serial Peripheral Interface）模式，主要涉及CMD、DAT0、CLK、VDD和VSS等引脚。其中，CMD线用于命令传输，DAT0为数据线，CLK为时钟信号，VDD提供3.3V电源，VSS为地线。为了保证信号的稳定，CMD和DAT0通常需要添加上拉电阻。 最后，SD卡内部包含的寄存器对操作至关重要。CID寄存器存储卡的唯一识别号，RCA寄存器表示卡的相对地址，SPI模式下不可用，而DSR（Data Storage Register）是一个可选的寄存器，用于存储额外的配置或状态信息。理解这些寄存器的作用有助于正确地控制和管理SD卡的操作。