microSD 卡类型与电压规范
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 |
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High Voltage SD | 2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V) | 2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V) | 是 | 标准 SD 卡,完全兼容,推荐使用 |
LVS | 2.7V ~ 3.6V | 1.70V ~ 1.95V | 否 | ESP32 不支持低电平信号,不兼容 |
UHS-II / UHS-III | VDD1: 2.7V ~ 3.6V VDD2: 1.70V ~ 1.95V | 使用多个独立的供电电压 | 否 | 用于高速设备(相机等),淘宝上 金士顿256G 读280M UHS-II¥369 |
SD Express | VDD1: 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) | 否 | 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:
- 注:LVS(Low Voltage Signaling,单端信号)并不是 LVDS(Low Voltage Differential Signaling,差分对信号)
典型microSD 卡引脚定义
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| 1 2 3 4 5 6 7 8 <- 插槽触点(面朝上)
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- 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 |
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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):
引脚编号 | 名称 | SPI 模式对应引脚 | 说明 |
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1 | DAT2 | – | 数据线(SD模式) |
2 | CD/DAT3 | CS (Chip Select) | SPI 模式中作为片选信号 |
3 | CMD | MOSI | 命令线,SPI 中为主输出从输入 |
4 | VDD | VDD | 电源输入,典型 3.3V |
5 | CLK | SCK | 时钟线 |
6 | VSS | GND | 地线 |
7 | DAT0 | MISO | 数据线,SPI 中为主输入从输出 |
8 | DAT1 | – | 数据线(SD模式) |
信号线 | 默认电气状态 | 主要作用 | 备注 |
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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
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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
- 典型10K上拉电阻
MCU GPIO ─────┬──────── DAT0(或 DATx)
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[10kΩ]
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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。