SD卡驱动

一、介绍

1.SD 卡

安全数码卡， 它是在 MMC 的基础上发展而来， 是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。按容量分类，可以将SD 卡分为 3 类： SD 卡、 SDHC 卡、 SDXC 卡。SD卡(SDSC)：0~2G SDHC卡：2~32G SDXC卡：32G~2T

2. SD的通讯模式

• SD 卡模式（通过 SD 总线通信）：允许 4 线的高速数据传输，只能使用 3.3V 的 IO 电平，所以， MCU 一定要能够支持 3.3V 的 IO 端口输出。
• SPI 模式：同 SD 卡模式相比就是丧失了速度，在 SPI 模式下， CS/MOSI/MISO/CLK 都需要加 10~100K 左右的上拉电阻。
  

3.SD引脚定义

二、SD卡驱动介绍

1.SD寄存器介绍

名称	宽度	描述
CID	128	卡识别寄存器
CSD	128	卡描述数据寄存器：卡操作条件相关的信息数据。
OCR	32	操作条件寄存器
RCA	16	相对卡地址寄存器：本地系统中卡的地址，动态变化，在卡的初始化时确定。（SPI模式中没有）
SCR	64	SD配置寄存器：SD卡特定信息数据

2、SD卡识别流程

初始化过程

1. 初始化与 SD 卡连接的硬件条件（MCU 的 SPI 配置， IO 口配置；
2. 上电延时（>74 个 CLK）（因为 SD 卡内部有个供电电压上升时间，大概为 64 个 CLK，剩下的 10 个 CLK 用于 SD 卡同步，之后才能开始 CMD0 的操作）；
3. 复位卡（CMD0），进入 IDLE 状态；
4. 发送 CMD8，检查是否支持 2.0 协议；
5. 根据不同协议检查 SD 卡（命令包括： CMD55、 CMD41、 CMD58 和 CMD1 等）；
6. 取消片选，发多 8 个 CLK（提供 SD 卡额外的时钟，完成某些操作），结束初始化；

3、读写SD卡

SD卡读取数据（CMD17）：

• 发送 CMD17；
• 接收卡响应 R1；
• 接收数据起始令牌 0XFE；
• 接收数据；
• 接收 2 个字节的 CRC，如果不使用 CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。
• 禁止片选之后，发多 8 个 CLK；

SD卡写数据（CMD24）：

• 发送 CMD24;
• 接收卡响应 R1；
• 发送写数据起始令牌 0XFE；
• 发送数据；
• 发送 2 字节的伪 CRC；
• 禁止片选之后，发多 8 个 CLK；

三、SD卡驱动源码

源文件

#include "mmc_sd.h"

uint8_t  SD_Type = 0;//SD卡的类型
uint32_t Capacity = 0; //可用扇区数

移植修改区///
//SPI初始化
void hal_spi_init(void)
{
   

}

/*****************************************************************************
** 描  述：写入一个字节 
** 入  参：Dat：待写入的数据
** 返回值：读出的数据
******************************************************************************/
uint8_t SD_SPI_ReadWriteByte(uint8_t Dat)
{
   
	/**
		根据不同平台进行实现
		****/
}

//取消选择,释放SPI总线
void SD_DisSelect(void)
{
   
    SD_CS_HIGH_HRS();
    SD_SPI_ReadWriteByte(0xff);//提供额外的8个时钟
}

//选择sd卡,并且等待卡准备OK
//返回值:0,成功;1,失败;
uint8_t SD_Select(void)
{
   
    SD_CS_LOW_HRS();
    if(SD_WaitReady()==0)return 0;//等待成功
    SD_DisSelect();
    return 1;//等待失败
}
///

//等待卡准备好
//返回值:0,准备好了;其他,错误代码
uint8_t SD_WaitReady(void)
{
   
    uint32_t t=0;
    do
    {
   
        if(SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF)==0XFF)return 0;//OK
        t++;
    }
    while(t<0XFFFFFF); //等待
    return 1;
}
//等待SD卡回应
//Response:要得到的回应值
//返回值:0,成功得到了该回应值
//    其他,得到回应值失败
uint8_t SD_GetResponse(uint8_t Response)
{
   
    uint16_t Count=0xFFF;//等待次数
    while ((SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF)!=Response)&&Count)Count--;//等待得到准确的回应
    if (Count==0)return MSD_RESPONSE_FAILURE;//得到回应失败
    else return MSD_RESPONSE_NO_ERROR;//正确回应
}
//从sd卡读取一个数据包的内容
//buf:数据缓存区
//len:要读取的数据长度.
//返回值:0,成功;其他,失败;
uint8_t SD_RecvData(uint8_t*buf,uint16_t len)
{
   
    if(SD_GetResponse(0xFE))return 1;//等待SD卡发回数据起始令牌0xFE
    while(len--)//开始接收数据
    {
   
        *buf=SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
        buf++;
    }
    //下面是2个伪CRC（dummy CRC）
    SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    return 0;//读取成功
}
//向sd卡写入一个数据包的内容 512字节
//buf:数据缓存区
//cmd:指令
//返回值:0,成功;其他,失败;
uint8_t SD_SendBlock(uint8_t*buf,uint8_t cmd)
{
   
    uint16_t t;
    if(SD_WaitReady())return 1;//等待准备失效
    SD_SPI_ReadWriteByte(cmd);
    if(cmd!=0XFD)//不是结束指令
    {
   
        for(t=0; t<512; t++)SD_SPI_ReadWriteByte(buf[t]); //提高速度,减少函数传参时间
        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);//忽略crc
        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);
        t=SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);//接收响应
        if((t&0x1F)!=0x05)return 2;//响应错误
    }
    return 0;//写入成功
}

//向SD卡发送一个命令
//输入: uint8_t cmd   命令
//      uint32_t arg  命令参数
//      uint8_t crc   crc校验值
//返回值:SD卡返回的响应
uint8_t SD_SendCmd(uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t crc)
{
   
    uint8_t r1;
    uint8_t Retry=0;
    SD_DisSelect();//取消上次片选