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ATmega128L单片机的Micro SD卡读写
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ATmega128L单片机的Micro SD卡读写
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3秒自动关闭窗口sd卡tf卡进入spi模式 - 单片机干货 -
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sd卡tf卡进入spi模式
助理工程师
11:35:19　　
11550&查看
现在我们手机的内存卡多为Micro SD卡，又叫TF卡，所以Micro SD卡比SD卡常见。自己曾经也想写写SD卡的读取程序，但又不想特地再去买个SD卡，这时想起手机内存卡不是和SD卡很像吗？在网上查了以后发现SD卡和Micro SD卡其实也就大小和引脚不一样，它们的操作其实是一样的，所以网上的SD卡读写代码其实可以直接拿来用。关于SD卡和Micro SD卡的引脚定义和不同可见下两表：
注：1.&&S：电源；I：输入；O：推挽输出；PP：推挽I/O。
& && & 2.&&扩展的DAT线（DAT1 ~ DAT3）在上电后处于输入状态。它们在执行SET_BUS_WIDTH命令后作为DAT线操作。当不使用DAT1 ~ DAT3 线时，主机应使自己的DAT1~DAT3线处于输入模式。这样定义是为了与MMC卡保持兼容。& && &3.&&上电后，这条线为带 50KOhm上拉电阻的输入线（可以用于检测卡是否存在或选择 SPI 模式） 。用户可以在正常的数据传输中用 SET_CLR_CARD_DETECT（ACMD42）命令断开上拉电阻的连接。MMC卡的该引脚在SD模式下为保留引脚，在SD模式下无任何作用。
4.&&MMC卡在SD模式下为：I/O/PP/OD。
5.&&MMC卡在SPI模式下为：I/PP。
& & 我们可以发现Micro SD卡只有8个引脚是因为比SD卡少了一个Vss。当然你也可以买个卡套套在Micro SD卡上，这样一来大小就和SD卡一样大，这时候卡套上的9个引脚就和SD卡一样了，你可以完全当做SD卡来操作。& & spi下电路的连接非常简单，接上电源线Vdd和地线Vss，再接上spi的CS，SCLK，DI（MOSI）和DO（MISO）就可以了，其他引脚可以放空。注意SD卡的电源和操作电压都为2.7-3.6V，5V的单片机要进行电平转换或串电阻限流。还有记得SD卡的CS，SCLKh和DI要用10~100K的电阻上拉。我是套了卡套接的电路，因为Micro SD卡的引脚太密了，不好焊接，SD卡相对引脚好焊。因为没有卡座，而且也没专门的PCB我就直接焊到卡套上，诶牺牲了一个卡套。下面是我自己画的电路图：
& & 以NXP的LPC2210 ARM7MCU为例，下图是周立功开发的实现板电路这里，将LPC2210MCU的SPI0用于SD卡的控制和数据读写。对SPI0的两个数据线加了上拉电阻以便于MMC卡兼容。卡供电采用了可控方式，通过GPIO口控制MOS管对其进行供电。卡检测电路也使用GPIO口实现。通过读GPIO口数据，检查卡是否写保护和完全插入。具体内容可以参考周立功的说明书，百度文库里边有
下面我们讲讲Micro SD卡的软件驱动和指令集。SD卡的命令格式如下，6字节共48位，传输时最高位(MSB)先传输：
& & SD卡的command（命令）占6 bit，一般叫CMDx或ACMDx，比如CMD1就是1，CMD13就是13，ACMD41就是41，依此类推。Command Argument（命令参数）占4 byte，并不是所有命令都有参数，没有参数的话该位一般就用置0。最后一个字节由7 bit CRC校验位和1 bit停止位组成。在SPI模式下，CRC是被忽略的，可以都置1或置0.但是发送CMD0时要记得加上CRC，即最后1字节为0x95（因为发送CMD0时还未进入SPI模式，PS：CMD8也要，但一般大家都把发送CMD8省略了）。& & 每次发送完一次命令后，SD卡都会有回应。SD卡的回应有多种格式，1字节的R1，2字节的R2等，不过一般在SPI模式中我们只用到R1，下面介绍R1的格式：
& & 关于SD卡SPI和command的发送要注意以下几点：
& & 1.SD卡的SPI总线，在读入数据时SD卡的SPI是CLK的上升沿输入锁存，输出数据也是在上升沿。
& & 2.向SD卡写入一个CMD或者ACMD指令的过程是这样的： 首先使CS为低电平，SD卡使能；其次在SD卡的Din写入指令；写入指令后还要附加8个填充时钟，是SD卡完成内部操作；之后在SD卡的Dout上接受回应；回应接受完毕使CS为低电平，再附加8个填充时钟。
& & 3.在SD卡的Din没有数据写入时，应使Din保持高电平。关于这一点我可吃透了苦头，本来也记得要保持高电平的，结果不知怎的鬼使神差的置0拉低了。结果程序出现了各种奇怪的貌似偶然的错误，比如连续两次复位会有一次失败，单步调试成功全速运行又会失败。总之在这个过程中我对时序进行各种改变，每次解决一个问题后又会有新的问题出现，多少次动摇了我对MicroSD卡和SD卡的操作是一样的这个看法。因为这个低级的错误耽误了我三四天，看来细心很重要啊！我已经不止一次因为不细心浪费大量时间了，希望大家也引以为戒。
好了，现在SD卡的命令和回应清楚了，我们下面讲讲SD卡的复位，初始化和读写方法。1、SD卡的SPI工作模式
SD 卡在上电初期自动进入SD 总线模式，在此模式下向 SD 卡发送复位命令CMD0 。如果SD卡在接收复位命令过程中CS低电平有效，则进入SPI模式，否则工作在SD 总线模式。
在复位成功之后可以通过CMD55和ACMD41 判断当前电压是否在工作范围内 主机还可以继续通过CMD10读取SD 卡的CID寄存器，通过CMD16 设置数据 Block长度，通过CMD9 读取卡的 CSD寄存器 从CSD 寄存器中，主机可获知卡容量，支持的命令集等重要参数。2、初始化（1）使用CMD1& & 发送CMD1，收到0x00表示成功& & 时序图如下：
& & （2）使用CMD55+ACMD41& & 1.发送CMD55（表示使用ACMDx类命令），收到0x01& & 2.发送ACMD41，收到0x00表示成功& & 记住SD卡的初始化速度不能大于400kHz，所以一开始复位和初始化时spi的速率要设置低一点。
3、数据块的读写完成SD 卡的初始化之后即可进行它的读写操作 SD卡的读写操作都是通过发送 SD 卡命令完成的SPI总线模式支持单块（CMD24）和多块（CMD25）写操作，多块操作是指从指定位置开始写下去，直到SD 卡收到一个停止命令CMD12才停止 单块写操作的数据块长度只能是512 字节 单块写入时，命令为CMD24，当应答为0时说明可以写入数据，大小为512 字节 SD 卡对每个发送给自己的数据块都通过一个应答命令确认，它为1个字节长，当低 5位为00101 时，表明数据块被正确写入SD 卡&&
&&在需要读取SD 卡中数据的时候，读SD卡的命令字为CMD17，接收正确的第一个响应命令字节为0xFE，随后是512 个字节的用户数据块，最后为2 个字节的CRC验证码& & 可见，读写SD 卡的操作都是在初始化后基于 SD 卡命令和响应完成操作的，写、读 SD 卡的程序流程图如下所示&&：（1）写SD卡流程（2）读SD卡流程
4、读单块和读多块
& & SD卡读单块和多块的命令分别为CMD17和CMD18，他们的参数即要读的区域的开始地址。因为考虑到一般SD卡的读写要求地址对齐，所以一般我们都将地址转为块，并以扇区（块）（512Byte）为单位进行读写，比如读扇区0参数就为0，读扇区1参数就为1&&9(即地址512），读扇区2参数就为2&&9(即地址1024），依此类推。
& & 读单块方法：& & 1.发送CMD17，收到0x00表示成功& & 2.连续读直到读到开始字节0xFE& & 3.读512个字节& & 4.读两个CRC字节& & 读单块时序图：
& & 读多块方法：& & 1.发送CMD18读，收到0x00表示成功& & 2.连续读直到读到开始字节0xFE& & 3.读512字节& & 4.读两个CRC字节& & 5.如果还想读下一扇区，重复2-4& & 6.发送CMD12来停止读多块操作
5、写单块和多块：& & SD卡用CMD24和CMD25来写单块和多块，参数的定义和读操作是一样的。
& & 写单块方法：& & 1.发送CMD24，收到0x00表示成功& & 2.发送若干时钟& & 3.发送写单块开始字节0xFE& & 4.发送512个字节数据& & 5.发送2字节CRC（可以均为0xff）& & 6.连续读直到读到XXX00101表示数据写入成功& & 7.继续读进行忙检测（读到0x00表示SD卡正忙），当读到0xff表示写操作完成& & 写单块时序图： 写多块方法：& & 1.发送CMD25，收到0x00表示成功& & 2.发送若干时钟& & 3.发送写多块开始字节0xFC& & 4.发送512字节数据& & 5.发送两个CRC（可以均为0xff）& & 6.连续读直到读到XXX00101表示数据写入成功
& & 7.继续读进行忙检测，直到读到0xFF表示写操作完成& & 8.如果想读下一扇区重复2-7步骤& & 9.发送写多块停止字节0xFD来停止写操作& & 10.进行忙检测直到读到0xFF
/* 命令响应定义 define command's response */
#define R1 1
#define R1B 2
#define R2 3
#define R3 4
/**********************************************
& &&&SD卡SPI模式下命令集
**********************************************/
/******************************** 基本命令集 Basic command set **************************/
/* 复位SD 卡 Reset cards to idle state */
#define CMD0 0
#define CMD0_R R1
/* 读OCR寄存器 Read the OCR (MMC mode, do not use for SD cards) */
#define CMD1 1
#define CMD1_R R1
/* 读CSD寄存器 Card sends the CSD */
#define CMD9 9
#define CMD9_R R1
/* 读CID寄存器 Card sends CID */
#define CMD10 10
#define CMD10_R R1
/* 停止读多块时的数据传输 Stop a multiple block (stream) read/write operation */
#define CMD12 12
#define CMD12_R R1B
/* 读 Card_Status 寄存器 Get the addressed card's status register */
#define CMD13 13
#define CMD13_R R2
/***************************** 块读命令集 Block read commands **************************/
/* 设置块的长度 Set the block length */
#define CMD16 16
#define CMD16_R R1
/* 读单块 Read a single block */
#define CMD17 17
#define CMD17_R R1
/* 读多块,直至主机发送CMD12为止 Read multiple blocks until a CMD12 */
#define CMD18 18
#define CMD18_R R1
/***************************** 块写命令集 Block write commands *************************/
/* 写单块 Write a block of the size selected with CMD16 */
#define CMD24 24
#define CMD24_R R1
/* 写多块 Multiple block write until a CMD12 */
#define CMD25 25
#define CMD25_R R1
/* 写CSD寄存器 Program the programmable bits of the CSD */
#define CMD27 27
#define CMD27_R R1
/***************************** 写保护 Write protection *****************************/
/* Set the write protection bit of the addressed group */
#define CMD28 28
#define CMD28_R R1B
/* Clear the write protection bit of the addressed group */
#define CMD29 29
#define CMD29_R R1B
/* Ask the card for the status of the write protection bits */
#define CMD30 30
#define CMD30_R R1
/***************************** 擦除命令 Erase commands *******************************/
/* 设置擦除块的起始地址(只用于SD卡) Set the address of the first write block to be erased(only for SD) */
#define CMD32 32
#define CMD32_R R1
/* 设置擦除块的终止地址(只用于SD卡) Set the address of the last write block to be erased(only for SD) */
#define CMD33 33
#define CMD33_R R1
/* 设置擦除块的起始地址(只用于MMC卡) Set the address of the first write block to be erased(only for MMC) */
#define CMD35 35
#define CMD35_R R1
/* 设置擦除块的终止地址(只用于MMC卡) Set the address of the last write block to be erased(only for MMC) */
#define CMD36 36
#define CMD36_R R1
/* 擦除所选择的块 Erase the selected write blocks */
#define CMD38 38
#define CMD38_R R1B
/***************************** 锁卡命令 Lock Card commands ***************************/
/* 设置/复位密码或上锁/解锁卡 Set/reset the password or lock/unlock the card */
#define CMD42 42
#define CMD42_R& & & & R1B
/* Commands from 42 to 54, not defined here */
/***************************** 应用命令 Application-specific commands ****************/
/* 禁止下一个命令为应用命令&&Flag that the next command is application-specific */
#define CMD55 55
#define CMD55_R R1
/* 应用命令的通用I/O&&General purpose I/O for application-specific commands */
#define CMD56 56
#define CMD56_R R1
/* 读OCR寄存器&&Read the OCR (SPI mode only) */
#define CMD58 58
#define CMD58_R R3
/* 使能或禁止 CRC Turn CRC on or off */
#define CMD59 59
#define CMD59_R R1
/***************************** 应用命令 Application-specific commands ***************/
/* 获取 SD Status寄存器 Get the SD card's status */
#define ACMD13 13
#define ACMD13_R R2
/* 得到已写入卡中的块的个数 Get the number of written write blocks (Minus errors ) */
#define ACMD22 22
#define ACMD22_R R1
/* 在写之前,设置预先擦除的块的个数 Set the number of write blocks to be pre-erased before writing */
#define ACMD23 23
#define ACMD23_R R1
/* 读取OCR寄存器 Get the card's OCR (SD mode) */
#define ACMD41 41
#define ACMD41_R R1
/* 连接/断开CD/DATA[3]引脚上的上拉电阻 Connect or disconnect the 50kOhm internal pull-up on CD/DAT[3] */
#define ACMD42 42
#define ACMD42_R R1
/* 读取SCR寄存器 Get the SD configuration register */
#define ACMD51 51
#define ACMD51_R R1
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17:50:34　　
学习。正打算入门
10:36:07　　
公司使用SD卡，这篇文章对我深入了解SD卡很有帮助，谢谢分享
19:42:53　　
一直在纠结TF卡和SD卡操作有没有区别，你这篇文章解决了我的困惑
13:54:49　　
先收藏了，谢谢楼主分享
13:06:23　　
楼主 我想问您一个问题：
例如一单反相机和电脑同时读一张SD卡&&是否可以实现？
以下为我测试所遇问题： 当相机单独用SD卡延长线 可以正常用， 如果另一头插上读卡器接电脑就读不到卡，&&相反如果先让电脑读到SD卡&&，相机就读不到卡。&&也就是两个设备无法一起读这一张卡。
求解决方案（报酬可议）
这图片上面我是用了两个TF卡接口来替换，接相机线和接电脑的线我可以合到一起，
QQ图片51.jpg (614.8 KB, 下载次数: 2)
13:07 上传
14:07:34　　
等待验证会员
18:41:45　　
特别感谢楼主！
16:37:14　　
楼主好厉害，好想像楼主一样厉害
08:51:50　　
深入了解SD卡很有帮助，谢谢分享
等待验证会员
21:51:20　　
在做智能车调试的时候用到了TF卡，入门学到很多
等待验证会员
22:33:49　　
学习了，谢谢分享
18:57:46　　
您好&&我也是按照这样来到可是为什么写单快时，命令写入成功，512字节写不进去，应答命令低5位不是00101！这是什么原因呢？复位SPI模式和初始化返回都是0x00也就是都正常！
Powered by&主题：micro sd + 适配器 和普通sd卡有性能上的区别吗
泡网分: 3.507
帖子: 3172
注册: 2010年12月
micro sd + 适配器 和普通sd卡有性能上的区别吗
如果一样那岂不是买micro sd就行了
作者相关热贴：
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&浏览：343&&回帖：7 &&
泡网分: 49.011
帖子: 18466
注册: 2008年02月
毕竟多了一样的转换。但是一般使用起来感觉差异不大，甚至感觉不到差异。
泡网分: 12.484
帖子: 3386
注册: 2009年09月
TF卡速度慢一点，价钱也便宜一点，对速度要求不高就买带SD卡套的用合算
本帖由 nubia NX503A 客户端发布
泡网分: 2.115
帖子: 1941
注册: 2013年06月
micro sd&&速度比SD卡大概慢一半（同等级的情况）
稳定性也比SD卡略差 写入读取速度是 micro sd的缺点
但是一般旅游 家用是没有问题的
泡网分: 23.265
帖子: 1796
注册: 2005年01月
预备几个好点儿的卡套，这个影响倒比较大
本帖由 Windows Phone_1.0.7.0 客户端发布
泡网分: 29.247
帖子: 1866
注册: 2003年08月
micro SD速度相对慢一些。
本帖由安卓客户端发布
泡网分: 3.507
帖子: 3172
注册: 2010年12月
scottean 发表于
我用过，我去旅游时相机里的SD满了，临时用手机里的TF+套顶上了，没有感觉到任何区别。
PS：Micro-SD和SD价钱几乎一样，您这样用是为什么呢？？Micro-SD 可以插在sd的位置，反之不行阿
泡网分: 0.817
注册: 2005年01月
我用过，我去旅游时相机里的SD满了，临时用手机里的TF+套顶上了，没有感觉到任何区别。
PS：Micro-SD和SD价钱几乎一样，您这样用是为什么呢？？
&版权所有：&&桂ICP备号&增值电信业务经营许可证sd卡电路_中国百科网
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