01、SD卡簡介

SD卡（SecureDigital MemoryCard）即：安全數(shù)碼卡，它是在MMC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數(shù)碼相機、個人數(shù)碼助理(PDA)和多媒體播放器等。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同開發(fā)研制。

SD卡按容量分類，可以分為3類：SD卡、SDHC卡、SDXC卡，如下表所示：

SD卡外形和接口圖如下圖所示：

SD卡由9個引腳與外部通信，支持SPI和SDIO兩種模式，不同模式下，SD卡引腳功能描述如下表所示：

02、SD卡特點

①高容量，最大可達2TB（目前已有512GB的SD卡）。

②高安全性。

③高速，目前已有讀取速度近100MB/S的SD卡。

④體積小巧，標準SD卡大小只有一張郵票大小，重量僅2g。

⑤接口簡單，支持SPI和SDIO兩種訪問模式。

注意：TF卡+卡套，組合起來也可以當SD卡用，不過，很大一部分TF卡，不支持SPI訪問模式。所以，SPI驅(qū)動SD卡的時候，盡量選擇大卡(SD卡)，而不要選擇TF卡。

03、SD的寄存器

SD的5個寄存器

這些寄存器的詳細介紹，請參考《SD卡2.0協(xié)議.pdf》第五章

04、SD卡的操作

4.1、SD的初始化

要實現(xiàn)SDIO驅(qū)動SD卡，最重要的步驟就是SD卡的初始化，只要SD卡初始化完成了，那么剩下的（讀寫操作）就簡單了，所以我們這里重點介紹SD卡的初始化。

下圖參見《SD卡2.0協(xié)議.pdf》這個文檔。

從SD卡初始化流程可知，不管什么卡（這里我們將卡分為4類：SD2.0高容量卡（SDHC，最大32G），SD2.0標準容量卡（SDSC，最大2G），SD1.x卡和MMC卡），首先我們要執(zhí)行的是卡上電（設(shè)置SDIO_POWER

[1:0]=11），上電后發(fā)送CMD0，對卡進行軟復位，之后發(fā)送CMD8命令，用于區(qū)分SD卡2.0，只有2.0及以后的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x的卡，是不支持該命令的。CMD8命令格式如下表：

在發(fā)送CMD8的時候，通過其帶的參數(shù)我們可以設(shè)置VHS位，以告訴SD卡，主機的供電情況，讓SD卡知道主機的供電范圍。

VHS位定義如下表所示：

這里我們使用參數(shù)0X1AA，即告訴SD卡，主機供電為2.7~3.6V之間，如果SD卡支持CMD8，且支持該電壓范圍，則會通過CMD8的響應(yīng)（R7，關(guān)于SD卡響應(yīng)，請參考《SD卡2.0協(xié)議.pdf》第4.9節(jié)）將參數(shù)部分原本返回給主機，如果不支持CMD8，或者不支持這個電壓范圍，則不響應(yīng)。

在發(fā)送CMD8后，發(fā)送ACMD41（注意：發(fā)送ACMD41之前，要先發(fā)送CMD55），來進一步確認卡的操作電壓范圍，并通過HCS位來告訴SD卡，主機是不是支持高容量卡（SDHC）

ACMD41命令格式如下表所示：

ACMD41指令響應(yīng)(R3)，包含了SD卡OCR寄存器內(nèi)容，其定義如下表所示：

對于支持CMD8的卡，主機設(shè)置ACMD41的參數(shù)HCS=1，告訴SD卡，主機支持SDHC卡。

對2.0的卡，OCR的CCS位用于表示SDHC還是SDSC；對1.x的卡，則忽略該位；

對MMC卡，則不支持ACMD41，MMC卡只需要發(fā)送：CMD0和CMD1即可完成初始化。

CMD2用于獲取CID寄存器數(shù)據(jù)，CID寄存器各位定義如下表：

SD卡在收到CMD2后，將返回R2長響應(yīng)（136位），其中包含128位有效數(shù)據(jù)（CID寄存器內(nèi)容），存放在SDIO_RESP1~4等4個寄存器里面。通過讀取這四個寄存器，就可以獲得SD卡的CID信息。

CMD3，用于設(shè)置卡相對地址（RCA，必須為非0），對于SD卡（非MMC卡），在收到CMD3后，將返回一個新的RCA給主機，方便主機尋址。RCA的存在允許一個SDIO接口掛多個SD卡，通過RCA來區(qū)分主機要操作的是哪個卡。對于MMC卡，則不是由SD卡自動返回RCA，而是主機主動設(shè)置MMC卡的RCA，即通過CMD3帶參數(shù)（高16位用于RCA設(shè)置），實現(xiàn)RCA設(shè)置。同樣MMC卡也支持一個SDIO接口掛多個MMC卡，不同于SD卡的是所有的RCA都是由主機主動設(shè)置的，而SD卡的RCA則是SD卡發(fā)給主機的。

在獲得卡RCA之后，我們便可以發(fā)送CMD9（帶RCA參數(shù)），獲得SD卡的CSD寄存器內(nèi)容，從CSD寄存器，我們可以得到SD卡的容量和扇區(qū)大小等十分重要的信息。CSD寄存器我們在這里就不詳細介紹了，關(guān)于CSD寄存器的詳細介紹，請大家參考《SD卡2.0協(xié)議.pdf》。

至此，我們的SD卡初始化基本就結(jié)束了，最后通過CMD7命令，選中我們要操作的SD卡，即可開始對SD卡的讀寫操作了。