STM32在SPI模式下读写SD卡原理与实现

"本文主要介绍了SD卡的基本原理和内部结构，包括其工作模式、管脚定义、SPI模式下的操作以及MicroSD卡的特性。SD卡作为常用的存储设备，支持SD和SPI两种工作模式，其中SPI模式较为简单，适用于许多嵌入式系统。在SPI模式下，SD卡的主要管脚包括CLK（时钟信号），CMD（命令和回复线），以及DAT0～3（数据线）。SD卡通过命令来控制读写操作，命令由6个字节构成。MicroSD卡是SD卡的小型化版本，协议保持一致，但在操作SD卡时，通常不涉及FAT分区表的处理，以节省程序代码和内存资源。" SD卡，全称为Secure Digital Memory Card，是一种设计用于满足安全、容量、性能和环境需求的存储设备。它有SD模式和SPI模式两种工作方式，SPI模式常被嵌入式系统如STM32微控制器所采用。在SPI模式下，SD卡的通信涉及以下关键管脚： 1. **CLK**：提供时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率范围在0到25MHz之间，由SD卡的总线管理器自由产生。 2. **CMD**：双向线路，用于发送命令和接收响应，命令可以针对单个卡或所有卡，响应则来自选定的卡。 3. **DAT0~3**：数据线，用于数据的双向传输，可以执行多块或单块的读写操作。 SD卡的操作基于命令，这些命令通常包括6个字节，高字节在前。命令格式和具体参数参照SD卡规范。例如，读写操作、初始化序列等都由特定的命令触发。 MicroSD卡是SD卡的微型版，尺寸更小，但其协议与标准SD卡兼容。尽管尺寸小巧，其功能和操作方式基本保持不变。 在实际应用中，当使用单片机与SD卡交互时，通常不会直接处理FAT（文件分配表）分区信息，原因有两点：首先，处理FAT分区会增加程序的代码大小和SRAM的使用，这对于资源有限的便携式设备尤为重要；其次，即使不理解FAT分区，也能直接向SD卡写入数据，因为读写操作通常是在文件系统层面上进行，而非低级别的分区管理。 SD卡和MicroSD卡因其便携性、广泛兼容性和易用性在各种电子设备中得到广泛应用。了解其工作原理和接口定义，对于进行有效的数据存储和读取至关重要。