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《SD原理及其應(yīng)用Secure Digital Memory Card》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、SD卡在單片機上的應(yīng)用SD卡在現(xiàn)在的日常生活與工作中使用非常廣泛，時下已經(jīng)成為最為通用的數(shù)據(jù)存儲卡。在諸如MP3、數(shù)碼相機等設(shè)備上也都采用SD卡作為其存儲設(shè)備。SD卡之所以得到如此廣泛的使用，是因為它價格低廉、存儲容量大、使用方便、通用性與安全性強等優(yōu)點。既然它有著這么多優(yōu)點，那么如果將它加入到單片機應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中來，將使系統(tǒng)變得更加出色。這就要求對SD卡的硬件與讀寫時序進行研究。對于SD卡的硬件結(jié)構(gòu)，在官方的文檔上有很詳細的介紹，如SD卡內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)、存儲單元組織方式等內(nèi)容。要實現(xiàn)對它的讀寫，最核心的是它的時序，筆者在經(jīng)過了實際的測試后，
2、使用51單片機成功實現(xiàn)了對SD卡的扇區(qū)讀寫，并對其讀寫速度進行了評估。下面先來講解SD卡的讀寫時序。（1）SD卡的引腳定義注：S：電源供給I：輸入O：采用推拉驅(qū)動的輸出PP：采用推拉驅(qū)動的輸入輸出SD卡SPI模式下與單片機的連接圖：SD卡支持兩種總線方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式采用6線制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3進行數(shù)據(jù)通信。而SPI方式采用4線制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut進行數(shù)據(jù)通信。SD方式時的數(shù)據(jù)傳輸速度與SPI方式要快，采用單片機對SD卡進行讀寫時一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方
3、式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。這里只對其SPI方式進行介紹。（2）SPI方式驅(qū)動SD卡的方法SD卡的SPI通信接口使其可以通過SPI通道進行數(shù)據(jù)讀寫。從應(yīng)用的角度來看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機內(nèi)部自帶SPI控制器，不光給開發(fā)上帶來方便，同時也見降低了開發(fā)成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能優(yōu)勢，要解決這一問題，就要用SD方式，因為它提供更大的總線數(shù)據(jù)帶寬。SPI接口的選用是在上電初始時向其寫入第一個命令時進行的。以下介紹SD卡的驅(qū)動方法，只實現(xiàn)簡單的扇區(qū)讀寫。1）命令與數(shù)據(jù)傳輸1.命令傳輸SD卡自身有完備
4、的命令系統(tǒng)，以實現(xiàn)各項操作。命令格式如下：命令的傳輸過程采用發(fā)送應(yīng)答機制，過程如下：每一個命令都有自己命令應(yīng)答格式。在SPI模式中定義了三種應(yīng)答格式，如下表所示：寫命令的例程：/**************************************向SD卡中寫入命令，并返回回應(yīng)的第二個字節(jié)*****************************************/2）初始化SD卡的初始化是非常重要的，只有進行了正確的初始化，才能進行后面的各項操作。在初始化過程中，SPI的時鐘不能太快，否則會造初始化失敗。在初始化成功后，應(yīng)盡量提
5、高SPI的速率。在剛開始要先發(fā)送至少74個時鐘信號，這是必須的。在很多讀者的實驗中，很多是因為疏忽了這一點，而使初始化不成功。隨后就是寫入兩個命令CMD0與CMD1，使SD卡進入SPI模式初始化時序圖：初始化例程：C程序/***********************************************初始化SD卡到SPI模式************************************************/3）讀取CIDCID寄存器存儲了SD卡的標識碼。每一個卡都有唯一的標識碼。CID寄存器長度為128位。它的寄存
6、器結(jié)構(gòu)如下：它的讀取時序如下：與此時序相對應(yīng)的程序如下：C程序//------------------------------------------------------------讀取SD卡的CID寄存器16字節(jié)成功返回0//------------------------------------------------------------4）讀取CSDCSD（Card-SpecificData）寄存器提供了讀寫SD卡的一些信息。其中的一些單元可以由用戶重新編程。具體的CSD結(jié)構(gòu)如下：讀取CSD的時序：相應(yīng)的程序例程如下：C程序//
7、-------------------------------------------------------------------讀SD卡的CSD寄存器共16字節(jié)返回0說明讀取成功//-------------------------------------------------------------------4）讀取SD卡信息綜合上面對CID與CSD寄存器的讀取，可以知道很多關(guān)于SD卡的信息,以下程序可以獲取這些信息。如下：5）扇區(qū)讀扇區(qū)讀是對SD卡驅(qū)動的目的之一。SD卡的每一個扇區(qū)中有512個字節(jié)，一次扇區(qū)讀操作將把某一個扇區(qū)內(nèi)
8、的512個字節(jié)全部讀出。過程很簡單，先寫入命令，在得到相應(yīng)的回應(yīng)后，開始數(shù)據(jù)讀取。扇區(qū)讀的時序：扇區(qū)讀的程序例程：C程序6）扇區(qū)寫扇區(qū)寫是SD卡驅(qū)動的另一目的。每次
