电路笔记(元器件):SD卡 MicroSD卡类型(典型\UHS-III\SD Express\LVS) & 典型SD卡引脚定义 & SD卡座连接

microSD 卡类型与电压规范

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SD 卡类型供电电压 (VDD)信号电压 (I/O)是否兼容 ESP32说明与建议
High Voltage SD2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V)2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V)标准 SD 卡,完全兼容,推荐使用
LVS2.7V ~ 3.6V1.70V ~ 1.95VESP32 不支持低电平信号,不兼容
UHS-II / UHS-IIIVDD1: 2.7V ~ 3.6V
VDD2: 1.70V ~ 1.95V
使用多个独立的供电电压用于高速设备(相机等),淘宝上 金士顿256G 读280M UHS-II¥369
SD ExpressVDD1: 2.7V ~ 3.6V
VDD2: 1.70V ~ 1.95V
可选 VDD3: 1.14V ~ 1.30V
使用多个独立的供电电压(使用PCIe/NVMe协议)高速新标准,仅支持专用主控,淘宝上任天堂Swithch2专用的256G SanDiskExperess ¥499
  • 注: 常见市售 microSD 卡(如 Sandisk、Kingston 标准款)都属于 High Voltage 类型,ESP32 可放心使用。还可从丝印标注和引脚个数方面进行区分:

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典型microSD 卡引脚定义

    ____________________________
   |                            |
   |  1  2  3  4  5  6  7  8     <- 插槽触点(面朝上)
   |____________________________|
  • 下面两图片截取自 MicroSDCard_Module
  • 绝大多数市售 microSD 卡都同时支持 SD 模式 和 SPI 模式:
模式使用引脚描述
SPI 模式2, 3, 4, 5, 6, 7通用 MCU 接口,兼容性强
SD 模式(4位数据)1–7更高速,但需专用 SDIO 控制器
  • 引脚定义(标准 SD 模式 / SPI 模式):
    在这里插入图片描述
引脚编号名称SPI 模式对应引脚说明
1DAT2数据线(SD模式)
2CD/DAT3CS (Chip Select)SPI 模式中作为片选信号
3CMDMOSI命令线,SPI 中为主输出从输入
4VDDVDD电源输入,典型 3.3V
5CLKSCK时钟线
6VSSGND地线
7DAT0MISO数据线,SPI 中为主输入从输出
8DAT1数据线(SD模式)
信号线默认电气状态主要作用备注
DAT3内置 50kΩ 上拉卡检测 + SPI/SD 模式选择主机驱动低为 SPI 模式,保持高为 SD 模式
DAT1输入可做中断输出线(SDIO)未使用时应为输入状态
DAT2输入可做读取等待信号(SDIO)未使用时应为输入状态

引脚连接

  • SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification 第 7 章:SPI Mode 专门讲解 SD 卡在 SPI 模式 下的通信协议、命令格式、数据传输、错误处理等内容。SPI 模式 接线简单,兼容性强,为一般项目首选方案。
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  • 卡座模块主要由卡座和上拉电阻(开漏模式仅有一个三极管)组成:

    • 总线空闲时提供稳定电平 防止线悬空引起抖动、误动作
    • 防止上电时误触发命令
    • 进入 SPI 模式的判断信号 SPI 模式进入条件:CS(=DAT3)必须为低电平,需要其余引脚保持高
    • 保护 MCU GPIO 在 MCU 尚未设置 GPIO 模式前避免冲突或大电流灌入

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  • 典型10K上拉电阻
   MCU GPIO  ─────┬──────── DAT0(或 DATx)
                  │
                [10kΩ]
                  │
                VDD(3.3V)
  • Micro SD卡(也称为TF卡)实际上只有8个引脚,用于数据传输和电源。而SD卡座有9个引脚,多出来的第9个引脚通常用于检测卡座中是否插入了SD卡或Micro SD卡,插入后CD为低电平,以及用于实现写保护功能,这并不直接与数据传输相关。第九个引脚也可不连接。
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