SD卡命令详解

0一、SD卡简介

SD卡（SecureDigital MemoryCard）即：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，它被普遍地于便携式装置上使用，例如数码相机、我的数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。

SD卡按容量分类，能够分为3类：SD卡、SDHC卡、SDXC卡，以下表所示：

 

 

 SD卡外形和接口图以下图所示：

 

 

 SD卡由9个引脚与外部通讯，支持SPI和SDIO两种模式，不一样模式下，SD卡引脚功能描述以下表所示：

 

 

 0二、SD卡特色

①高容量，最大可达2TB（目前已有512GB的SD卡）。

②高安全性。

③高速，目前已有读取速度近100MB/S的SD卡。

④体积小巧，标准SD卡大小只有一张邮票大小，重量仅2g。

⑤接口简单，支持SPI和SDIO两种访问模式。

注意：TF卡+卡套，组合起来也能够当SD卡用，不过，很大一部分TF卡，不支持SPI访问模式。因此，SPI驱动SD卡的时候，尽可能选择大卡(SD卡)，而不要选择TF卡。

0三、SD的寄存器

SD的5个寄存器

 

 

 这些寄存器的详细介绍，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第五章

0四、SD卡的操做

4.一、SD的初始化

要实现SDIO驱动SD卡，最重要的步骤就是SD卡的初始化，只要SD卡初始化完成了，那么剩下的（读写操做）就简单了，因此咱们这里重点介绍SD卡的初始化。

下图参见《SD卡2.0协议.pdf》这个文档。

 

 

 从SD卡初始化流程可知，无论什么卡（这里咱们将卡分为4类：SD2.0高容量卡（SDHC，最大32G），SD2.0标准容量卡（SDSC，最大2G），SD1.x卡和MMC卡），首先咱们要执行的是卡上电（设置SDIO_POWER

[1:0]=11），上电后发送CMD0，对卡进行软复位，以后发送CMD8命令，用于区分SD卡2.0，只有2.0及之后的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x的卡，是不支持该命令的。CMD8命令格式以下表：

 

 

 在发送CMD8的时候，经过其带的参数咱们能够设置VHS位，以告诉SD卡，主机的供电状况，让SD卡知道主机的供电范围。

VHS位定义以下表所示：

 

 

 这里咱们使用参数0X1AA，即告诉SD卡，主机供电为2.7~3.6V之间，若是SD卡支持CMD8，且支持该电压范围，则会经过CMD8的响应（R7，关于SD卡响应，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第4.9节）将参数部分本来返回给主机，若是不支持CMD8，或者不支持这个电压范围，则不响应。

在发送CMD8后，发送ACMD41（注意：发送ACMD41以前，要先发送CMD55），来进一步确认卡的操做电压范围，并经过HCS位来告诉SD卡，主机是否是支持高容量卡（SDHC）

ACMD41命令格式以下表所示：

 

 

 ACMD41指令响应(R3)，包含了SD卡OCR寄存器内容，其定义以下表所示：

 

 

 对于支持CMD8的卡，主机设置ACMD41的参数HCS=1，告诉SD卡，主机支持SDHC卡。

对2.0的卡，OCR的CCS位用于表示SDHC仍是SDSC；对1.x的卡，则忽略该位；

对MMC卡，则不支持ACMD41，MMC卡只须要发送：CMD0和CMD1便可完成初始化。

CMD2用于获取CID寄存器数据，CID寄存器各位定义以下表：

 

 

 SD卡在收到CMD2后，将返回R2长响应（136位），其中包含128位有效数据（CID寄存器内容），存放在SDIO_RESP1~4等4个寄存器里面。经过读取这四个寄存器，就能够得到SD卡的CID信息。

CMD3，用于设置卡相对地址（RCA，必须为非0），对于SD卡（非MMC卡），在收到CMD3后，将返回一个新的RCA给主机，方便主机寻址。RCA的存在容许一个SDIO接口挂多个SD卡，经过RCA来区分主机要操做的是哪一个卡。对于MMC卡，则不是由SD卡自动返回RCA，而是主机主动设置MMC卡的RCA，即经过CMD3带参数（高16位用于RCA设置），实现RCA设置。一样MMC卡也支持一个SDIO接口挂多个MMC卡，不一样于SD卡的是全部的RCA都是由主机主动设置的，而SD卡的RCA则是SD卡发给主机的。

在得到卡RCA以后，咱们即可以发送CMD9（带RCA参数），得到SD卡的CSD寄存器内容，从CSD寄存器，咱们能够获得SD卡的容量和扇区大小等十分重要的信息。CSD寄存器咱们在这里就不详细介绍了，关于CSD寄存器的详细介绍，请你们参考《SD卡2.0协议.pdf》。

至此，咱们的SD卡初始化基本就结束了，最后经过CMD7命令，选中咱们要操做的SD卡，便可开始对SD卡的读写操做了。

4.二、SD卡读操做

SD卡单块数据块读取流程

 

 

 SD卡多块数据块读取流程

 

 

 CMD16指令说明

 

 

 CMD17指令说明

 

 

 CMD18指令说明

 

 

 CMD12指令说明

 

 

 4.三、SD卡写操做

SD卡单块数据块写入流程

 

 

 SD卡多块数据块写入流程

 

 

 CMD13指令说明

 

 R1响应：

 

 

 SD卡状态，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第63页-Table4-35

CMD24指令说明

 

 

 ACMD23指令说明

 

 

 注意：发送ACMD以前，必须先发送CMD55，通知SD卡，接下来要发送的是应用命令(APPCMD)，而非标准命令

CMD55指令说明

 

 

 CMD25指令说明