SD卡命令詳解

0一、SD卡簡介

SD卡（SecureDigital MemoryCard）即：安全數碼卡，它是在MMC的基礎上發展而來，是一種基於半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，它被普遍地於便攜式裝置上使用，例如數碼相機、我的數碼助理(PDA)和多媒體播放器等。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司於1999年8月共同開發研製。

SD卡按容量分類，能夠分爲3類：SD卡、SDHC卡、SDXC卡，以下表所示：

 

 

 SD卡外形和接口圖以下圖所示：

 

 

 SD卡由9個引腳與外部通訊，支持SPI和SDIO兩種模式，不一樣模式下，SD卡引腳功能描述以下表所示：

 

 

 0二、SD卡特色

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卡大小隻有一張郵票大小，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，組合起來也能夠當SD卡用，不過，很大一部分TF卡，不支持SPI訪問模式。因此，SPI驅動SD卡的時候，儘可能選擇大卡(SD卡)，而不要選擇TF卡。

0三、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協議.pdf》第五章

0四、SD卡的操做

4.一、SD的初始化

要實現SDIO驅動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，那麼剩下的（讀寫操做）就簡單了，因此咱們這裏重點介紹SD卡的初始化。

下圖參見《SD卡2.0協議.pdf》這個文檔。

 

 

 從SD卡初始化流程可知，無論什麼卡（這裏咱們將卡分爲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），首先咱們要執行的是卡上電（設置SDIO_POWER

[1:0]=11），上電後發送CMD0，對卡進行軟復位，以後發送CMD8命令，用於區分SD卡2.0，只有2.0及之後的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x的卡，是不支持該命令的。CMD8命令格式以下表：

 

 

 在發送CMD8的時候，經過其帶的參數咱們能夠設置VHS位，以告訴SD卡，主機的供電狀況，讓SD卡知道主機的供電範圍。

VHS位定義以下表所示：

 

 

 這裏咱們使用參數0X1AA，即告訴SD卡，主機供電爲2.7~3.6V之間，若是SD卡支持CMD8，且支持該電壓範圍，則會經過CMD8的響應（R7，關於SD卡響應，請參考《SD卡2.0協議.pdf》第4.9節）將參數部分本來返回給主機，若是不支持CMD8，或者不支持這個電壓範圍，則不響應。

在發送CMD8後，發送ACMD41（注意：發送ACMD41以前，要先發送CMD55），來進一步確認卡的操做電壓範圍，並經過HCS位來告訴SD卡，主機是否是支持高容量卡（SDHC）

ACMD41命令格式以下表所示：

 

 

 ACMD41指令響應(R3)，包含了SD卡OCR寄存器內容，其定義以下表所示：

 

 

 對於支持CMD8的卡，主機設置ACMD41的參數HCS=1，告訴SD卡，主機支持SDHC卡。

對2.0的卡，OCR的CCS位用於表示SDHC仍是SDSC；對1.x的卡，則忽略該位；

對MMC卡，則不支持ACMD41，MMC卡只須要發送：CMD0和CMD1便可完成初始化。

CMD2用於獲取CID寄存器數據，CID寄存器各位定義以下表：

 

 

 SD卡在收到CMD2後，將返回R2長響應（136位），其中包含128位有效數據（CID寄存器內容），存放在SDIO_RESP1~4等4個寄存器裏面。經過讀取這四個寄存器，就能夠得到SD卡的CID信息。

CMD3，用於設置卡相對地址（RCA，必須爲非0），對於SD卡（非MMC卡），在收到CMD3後，將返回一個新的RCA給主機，方便主機尋址。RCA的存在容許一個SDIO接口掛多個SD卡，經過RCA來區分主機要操做的是哪一個卡。對於MMC卡，則不是由SD卡自動返回RCA，而是主機主動設置MMC卡的RCA，即經過CMD3帶參數（高16位用於RCA設置），實現RCA設置。一樣MMC卡也支持一個SDIO接口掛多個MMC卡，不一樣於SD卡的是全部的RCA都是由主機主動設置的，而SD卡的RCA則是SD卡發給主機的。

在得到卡RCA以後，咱們即可以發送CMD9（帶RCA參數），得到SD卡的CSD寄存器內容，從CSD寄存器，咱們能夠獲得SD卡的容量和扇區大小等十分重要的信息。CSD寄存器咱們在這裏就不詳細介紹了，關於CSD寄存器的詳細介紹，請你們參考《SD卡2.0協議.pdf》。

至此，咱們的SD卡初始化基本就結束了，最後經過CMD7命令，選中咱們要操做的SD卡，便可開始對SD卡的讀寫操做了。

4.二、SD卡讀操做

SD卡單塊數據塊讀取流程

 

 

 SD卡多塊數據塊讀取流程

 

 

 CMD16指令說明

 

 

 CMD17指令說明

 

 

 CMD18指令說明

 

 

 CMD12指令說明

 

 

 4.三、SD卡寫操做

SD卡單塊數據塊寫入流程

 

 

 SD卡多塊數據塊寫入流程

 

 

 CMD13指令說明

 

 R1響應：

 

 

 SD卡狀態，請參考《SD卡2.0協議.pdf》第63頁-Table4-35

CMD24指令說明

 

 

 ACMD23指令說明

 

 

 注意：發送ACMD以前，必須先發送CMD55，通知SD卡，接下來要發送的是應用命令(APPCMD)，而非標準命令

CMD55指令說明

 

 

 CMD25指令說明