SD卡SPI模式初始化详解

"SanDisk Secure Digital Card - Product Manual Version 2.2 (Document No. 80-13-00169 September 2004) 第5章 SPI总线协议" SD卡初始化涉及多个步骤，这些步骤对于正确地与SD卡通信至关重要。首先，硬件设置必须到位，包括MCU（微控制器单元）的SPI（串行外围接口）配置和IO口配置。这确保了MCU能够通过SPI总线与SD卡建立连接。SPI是一种四线接口，通常包括时钟（SCK）、主设备输入/从设备输出（MISO）、主设备输出/从设备输入（MOSI）和片选（CS）信号线。 在硬件配置完成后，上电时需要有足够的延时，一般超过74个CLK周期，这是为了确保SD卡内部的电源稳定。接着，发送CMD0（复位命令）将卡置于IDLE状态，即等待命令的状态。此命令不带任何参数，其目的是让SD卡准备好接收后续的命令。 随后，发送CMD8（电压验证）来检查SD卡是否支持2.0协议。CMD8命令带有版本信息，如果卡支持2.0协议，它会回应正确的电压范围确认。这一步骤是为了区分SD卡的不同版本，因为不同版本的卡可能支持不同的功能和速度。 然后，根据SD卡的响应，主控制器可能会发送一系列其他命令，如CMD55（应用程序命令）和CMD41（ACMD41，SD状态），以确定卡的工作模式和状态。如果卡是SDHC或SDXC卡，还需要发送CMD58（读OCR）来获取卡的OCR（操作条件寄存器）信息。最后，取消片选并发送至少8个CLK脉冲来结束初始化过程。 SPI模式下的SD卡命令集包括各种操作，如读取、写入和擦除数据，以及设置保护功能等。每个命令都有特定的格式和响应规则，例如，写入数据命令（如CMD24 - 写单块）需要指定地址，并且可能有数据传输阶段。错误检测和处理机制是通过响应码和CRC校验来实现的。 在SPI总线协议中，主控制器向SD卡发送命令，卡接收到命令后进行处理，并返回相应的响应。如果在通信过程中出现错误，SD卡会返回一个错误代码，主控制器需要根据这些错误代码采取适当的措施，如重试或停止操作。 此外，SPI模式下的SD卡支持的容量有限，文档提到的版本并未涵盖2GB以上的卡。随着技术的发展，新的SD卡规范允许更大的存储容量和更高的数据传输速率。因此，对于最新的SD卡技术，需要查阅更新的规格书。 初始化SD卡并与其进行SPI通信涉及复杂的步骤和协议，包括硬件配置、命令序列和错误处理。理解这些细节对于成功地在电子设计中集成SD卡支持至关重要。