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單片機對SD卡讀寫系列（二）

作者： 時間：2016-11-23 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
寫命令的例程：

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/320311.htm
  1. //-----------------------------------------------------------------------------------------------
  2. 向SD卡中寫入命令，并返回回應(yīng)的第二個字節(jié)
  3. //-----------------------------------------------------------------------------------------------
  4. unsignedcharWrite_Command_SD(unsignedchar*CMD)
  5. {
  6. unsignedchartmp;
  7. unsignedcharretry=0;
  8. unsignedchari;
  10. //禁止SD卡片選
  11. SPI_CS=1;
  12. //發(fā)送8個時鐘信號
  13. Write_Byte_SD(0xFF);
  14. //使能SD卡片選
  15. SPI_CS=0;
  17. //向SD卡發(fā)送6字節(jié)命令
  18. for(i=0;i<0x06;i++)
  19. {
  20. Write_Byte_SD(*CMD++);
  21. }
  23. //獲得16位的回應(yīng)
  24. Read_Byte_SD();//readthefirstbyte,ignoreit.
  25. do
  26. {//讀取后8位
  27. tmp=Read_Byte_SD();
  28. retry++;
  29. }
  30. while((tmp==0xff)&&(retry<100));
  31. return(tmp);
  32. }

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：

  1. //--------------------------------------------------------------------------
  2. 初始化SD卡到SPI模式
  3. //--------------------------------------------------------------------------
  4. unsignedcharSD_Init()
  5. {
  6. unsignedcharretry,temp;
  7. unsignedchari;
  8. unsignedcharCMD[]={0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95};
  9. SD_Port_Init();//初始化驅(qū)動端口
  11. Init_Flag=1;//將初始化標(biāo)志置1
  13. for(i=0;i<0x0f;i++)
  14. {
  15. Write_Byte_SD(0xff);//發(fā)送至少74個時鐘信號
  16. }
  18. //向SD卡發(fā)送CMD0
  19. retry=0;
  20. do
  21. {//為了能夠成功寫入CMD0,在這里寫200次
  22. temp=Write_Command_SD(CMD);
  23. retry++;
  24. if(retry==200)
  25. {//超過200次
  26. return(INIT_CMD0_ERROR);//CMD0Error!
  27. }
  28. }
  29. while(temp!=1);//回應(yīng)01h，停止寫入
  31. //發(fā)送CMD1到SD卡
  32. CMD[0]=0x41;//CMD1
  33. CMD[5]=0xFF;
  34. retry=0;
  35. do
  36. {//為了能成功寫入CMD1,寫100次
  37. temp=Write_Command_SD(CMD);
  38. retry++;
  39. if(retry==100)
  40. {//超過100次
  41. return(INIT_CMD1_ERROR);//CMD1Error!
  42. }
  43. }
  44. while(temp!=0);//回應(yīng)00h停止寫入
  46. Init_Flag=0;//初始化完畢，初始化標(biāo)志清零
  48. SPI_CS=1;//片選無效
  49. return(0);//初始化成功
  50. }

3）讀取CID
CID寄存器存儲了SD卡的標(biāo)識碼。每一個卡都有唯一的標(biāo)識碼。
CID寄存器長度為128位。它的寄存器結(jié)構(gòu)如下：

名稱
域
數(shù)據(jù)寬度
CID劃分
生產(chǎn)標(biāo)識號
MID
8
[127:120]
OEM/應(yīng)用標(biāo)識
OID
16
[119:104]
產(chǎn)品名稱
PNM
40
[103:64]
產(chǎn)品版本
PRV
8
[63:56]
產(chǎn)品序列號
PSN
32
[55:24]
保留
－
4
[23:20]
生產(chǎn)日期
MDT
12
[19:8]
CRC7校驗合
CRC
7
[7:1]
未使用，始終為1
－
1
[0:0]

它的讀取時序如下：

與此時序相對應(yīng)的程序如下：

  1. //------------------------------------------------------------------------------------
  2. 讀取SD卡的CID寄存器16字節(jié)成功返回0
  3. //-------------------------------------------------------------------------------------
  4. unsignedcharRead_CID_SD(unsignedchar*Buffer)
  5. {
  6. //讀取CID寄存器的命令
  7. unsignedcharCMD[]={0x4A,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
  8. unsignedchartemp;
  9. temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16);//read16bytes
  10. return(temp);
  11. }

4）讀取CSD
CSD（Card-Specific Data）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。 讀取CSD 的時序：


相應(yīng)的程序例程如下：

  1. //-----------------------------------------------------------------------------------------
  2. 讀SD卡的CSD寄存器共16字節(jié)返回0說明讀取成功
  3. //-----------------------------------------------------------------------------------------
  4. unsignedcharRead_CSD_SD(unsignedchar*Buffer)
  5. {
  6. //讀取CSD寄存器的命令
  7. unsignedcharCMD[]={0x49,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
  8. unsignedchartemp;
  9. temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16);//read16bytes
  10. return(temp);
  11. }

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：

  1. //-----------------------------------------------------------------------------------------------
  2. //返回
  3. //SD卡的容量，單位為M
  4. //sectorcountandmultiplierMBarein
  5. u08==C_SIZE/(2^(9-C_SIZE_MULT))
  6. //SD卡的名稱
  7. //-----------------------------------------------------------------------------------------------
  8. voidSD_get_volume_info()
  9. {
  10. unsignedchari;
  11. unsignedcharc_temp[5];
  12. VOLUME_INFO_TYPESD_volume_Info,*vinf;
  13. vinf=&SD_volume_Info;//Initthepointoer;
  14. /讀取CSD寄存器
  15. Read_CSD_SD(sectorBuffer.dat);
  16. //獲取總扇區(qū)數(shù)
  17. vinf->sector_count=sectorBuffer.dat[6]&0x03;
  18. vinf->sector_count<<=8;
  19. vinf->sector_count+=sectorBuffer.dat[7];
  20. vinf->sector_count<<=2;
  21. vinf->sector_count+=(sectorBuffer.dat[8]&0xc0)>>6;
  22. //獲取multiplier
  23. vinf->sector_multiply=sectorBuffer.dat[9]&0x03;
  24. vinf->sector_multiply<<=1;
  25. vinf->sector_multiply+=(sectorBuffer.dat[10]&0x80)>>7;
  26. //獲取SD卡的容量
  27. vinf->size_MB=vinf->sector_count>>(9-vinf->sector_multiply);
  28. //getthenameofthecard
  29. Read_CID_SD(sectorBuffer.dat);
  30. vinf->name[0]=sectorBuffer.dat[3];
  31. vinf->name[1]=sectorBuffer.dat[4];
  32. vinf->name[2]=sectorBuffer.dat[5];
  33. vinf->name[3]=sectorBuffer.dat[6];
  34. vinf->name[4]=sectorBuffer.dat[7];
  35. vinf->name[5]=0x00;//endflag
  36. }
  37. 以上程序?qū)⑿畔⒀b載到一個結(jié)構(gòu)體中，這個結(jié)構(gòu)體的定義如下：
  38. typedefstructSD_VOLUME_INFO
  39. {//SD/SDCardinfo
  40. unsignedintsize_MB;
  41. unsignedcharsector_multiply;
  42. unsignedintsector_count;
  43. unsignedcharname[6];
  44. }VOLUME_INFO_TYPE;

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)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：

  1. unsignedcharSD_Read_Sector(unsignedlongsector,unsignedchar*buffer)
  2. {
  3. unsignedcharretry;
  4. //命令16
  5. unsignedcharCMD[]={0x51,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
  6. unsignedchartemp;
  8. //地址變換由邏輯塊地址轉(zhuǎn)為字節(jié)地址
  9. sector=sector<<9;//sector=sector*512
  11. CMD[1]=((sector&0xFF000000)>>24);
  12. CMD[2]=((sector&0x00FF0000)>>16);
  13. CMD[3]=((sector&0x0000FF00)>>8);
  15. //將命令16寫入SD卡
  16. retry=0;
  17. do
  18. {//為了保證寫入命令一共寫100次
  19. temp=Write_Command_MMC(CMD);
  20. retry++;
  21. if(retry==100)
  22. {
  23. return(READ_BLOCK_ERROR);//blockwriteError!
  24. }
  25. }
  26. while(temp!=0);
  28. //ReadStartByteformMMC/SD-Card(FEh/StartByte)
  29. //Nowdataisready,youcanreaditout.
  30. while(Read_Byte_MMC()!=0xfe);
  31. readPos=0;
  32. SD_get_data(512,buffer);//512字節(jié)被讀出到buffer中
  33. return0;
  34. }
  35. 其中SD_get_data函數(shù)如下：
  36. //----------------------------------------------------------------------------
  37. 獲取數(shù)據(jù)到buffer中
  38. //----------------------------------------------------------------------------
  39. voidSD_get_data(unsignedintBytes,unsignedchar*buffer)
  40. {
  41. unsignedintj;
  42. for(j=0;j<="" span="" style="word-wrap: break-word;">
  43. *buffer++=Read_Byte_SD();
  44. }

6）扇區(qū)寫
扇區(qū)寫是SD卡驅(qū)動的另一目的。每次扇區(qū)寫操作將向SD卡的某個扇區(qū)中寫入512個字節(jié)。過程與扇區(qū)讀相似，只是數(shù)據(jù)的方向相反與寫入命令不同而已。
扇區(qū)寫的時序：

扇區(qū)寫的程序例程：

  1. //--------------------------------------------------------------------------------------------
  2. 寫512個字節(jié)到SD卡的某一個扇區(qū)中去返回0說明寫入成功
  3. //--------------------------------------------------------------------------------------------
  4. unsignedcharSD_write_sector(unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer)
  5. {
  6. unsignedchartmp,retry;
  7. unsignedinti;
  8. //命令24
  9. unsignedcharCMD[]={0x58,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
  10. addr=addr<<9;//addr=addr*512
  12. CMD[1]=((addr&0xFF000000)>>24);
  13. CMD[2]=((addr&0x00FF0000)>>16);
  14. CMD[3]=((addr&0x0000FF00)>>8);
  16. //寫命令24到SD卡中去
  17. retry=0;
  18. do
  19. {//為了可靠寫入，寫100次
  20. tmp=Write_Command_SD(CMD);
  21. retry++;
  22. if(retry==100)
  23. {
  24. return(tmp);//sendcommamdError!
  25. }
  26. }
  27. while(tmp!=0);
  30. //在寫之前先產(chǎn)生100個時鐘信號
  31. for(i=0;i<100;i++)
  32. {
  33. Read_Byte_SD();
  34. }
  36. //寫入開始字節(jié)
  37. Write_Byte_MMC(0xFE);
  39. //現(xiàn)在可以寫入512個字節(jié)
  40. for(i=0;i<512;i++)
  41. {
  42. Write_Byte_MMC(*Buffer++);
  43. }
  45. //CRC-Byte
  46. Write_Byte_MMC(0xFF);//DummyCRC
  47. Write_Byte_MMC(0xFF);//CRCCode
  50. tmp=Read_Byte_MMC();//readresponse
  51. if((tmp&0x1F)!=0x05)//寫入的512個字節(jié)是未被接受
  52. {
  53. SPI_CS=1;
  54. return(WRITE_BLOCK_ERROR);//Error!
  55. }
  56. //等到SD卡不忙為止
  57. //因為數(shù)據(jù)被接受后，SD卡在向儲存陣列中編程數(shù)據(jù)
  58. while(Read_Byte_MMC()!=0xff){};
  60. //禁止SD卡
  61. SPI_CS=1;
  62. return(0);//寫入成功
  63. }

單片機采用STC89LE單片機（SD卡的初始化電壓為2.0V~3.6V，操作電壓為3.1V~3.5V，因此不能用5V單片機，或進行分壓處理），工作于22.1184M的時鐘下，由于所采用的單片機中沒硬件SPI，采用軟件模擬SPI，因此讀寫速率都較慢。如果要半SD卡應(yīng)用于音頻、視頻等要求高速場合，則需要選用有硬件SPI的控制器，或使用SD模式，有了 SPI模式的基礎(chǔ)，SD模式應(yīng)該不是什么難事。

關(guān)鍵詞： 單片機SD卡讀寫系

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