SD卡_SPI总线协议
单片机系统中的SD卡接口技术及其应用场景解析
单片机系统中的SD卡接口技术及其应用场景解析引言随着电子设备的普及和技术的进步，存储媒体的需求日益增长。
SD（Secure Digital）卡作为一种常见的存储媒介，被广泛应用于各类电子设备中。
本文将对单片机系统中的SD卡接口技术进行解析，并探讨其应用场景。
一、SD卡简介SD卡是一种非易失性的随机存储器，具有高容量、高速度和可移动性的特点。
它的外形小巧，使用方便，能够提供可靠稳定的数据存储。
SD卡广泛应用于数码相机、移动电话、音乐播放器、车载导航等各种消费电子产品中。
二、SD卡接口技术SD卡接口技术是指将SD卡与单片机系统进行连接的方法和协议。
目前，常用的SD卡接口技术主要有SPI（Serial Peripheral Interface）接口和SDIO（Secure Digital Input/Output）接口。
1. SPI接口SPI接口是一种串行通信接口，通过四根线（SCLK、MISO、MOSI、CS）来连接单片机和SD卡。
SPI接口的优点是接线简单、易于实现，但数据传输速度相对较慢。
在低速应用场景下，如存储小容量数据或频繁读写文件的情况下，SPI接口是一种经济实用的选择。
2. SDIO接口SDIO接口是一种高速并行接口，通过多线传输数据，支持高速数据传输和访问。
SDIO接口可以提供更大的带宽和更高的速度，适用于需要大容量存储和高速数据交换的应用场景。
但是，相对于SPI接口，SDIO接口的设计和实现会更加复杂。
三、SD卡的应用场景1. 嵌入式系统SD卡广泛应用于各类嵌入式系统中，如工控设备、仪器仪表、智能家居等。
通过SD卡接口，嵌入式系统可以实现大容量数据存储、数据传输和固件升级等功能。
例如，在智能家居系统中，SD卡可以存储家庭视频监控设备的录像数据，方便用户随时回放和查看。
2. 物联网设备SD卡也被广泛应用于物联网设备中。
物联网设备通常需要高效地收集、处理和存储海量数据。
通过SD卡接口，物联网设备可以实现本地存储和离线数据处理。
sd卡协议
sd卡协议SD（Secure Digital）是一种插入式闪存存储卡，广泛应用于数码相机、手机等电子设备中，用于存储和传输数据。
SD卡协议定义了SD卡的物理接口、命令、数据传输等方面的规范，保证了SD卡与设备之间的正常通信和数据交互。
本文将对SD卡协议进行详细介绍。
首先，SD卡使用SPI（Serial Peripheral Interface）或者SD卡总线进行数据传输。
SPI总线包括时钟线、数据线和控制线，通过与主机设备进行交互来传输数据。
SD卡总线则是一种用于SD卡的专用接口，可以支持更高的数据传输率和更复杂的命令操作。
SD卡协议定义了一系列的命令来控制SD卡的读写操作。
例如，通过发送CMD0命令可以将SD卡设置为待机模式；通过CMD8命令可以获取SD卡的供电电压信息；通过CMD17命令可以读取指定扇区的数据等等。
这些命令通过SPI或SD卡总线发送给SD卡，并通过响应返回相应的状态或数据。
在数据传输方面，SD卡协议定义了多种数据格式和传输方式。
其中包括SDSC（Standard Capacity）和SDHC（High Capacity）两种存储容量类型。
SDSC最大支持2GB的存储容量，采用FAT16文件系统；而SDHC则支持最大32GB的存储容量，采用FAT32文件系统。
同时，SD卡还支持多种传输速率，从低速到高速不等。
除了基本的命令和数据传输，SD卡协议还定义了许多额外的特性和功能。
例如，SD卡可以通过密码进行保护，只有正确的密码才能访问数据；SD卡还支持写保护功能，可以防止数据被误写或删除；SD卡还可以通过CID（Card Identification）或CSD（Card Specific Data）等信息来识别和管理不同的SD卡等。
总之，SD卡协议是一套用于控制SD卡读写操作的规范，包括物理接口、命令、数据传输等方面的定义。
它保证了SD卡与设备之间的正常通信和数据交互，使得SD卡能够在各种电子设备中广泛应用。
SD卡的SPI模式的初始化顺序
SD卡的SPI模式的初始化顺序这些天没有出门，一直在家研究SD卡的SPI模式的初始化顺序，这里为大家总结了一下编写该程序所需要的知识：1.SD卡的官方资料SD卡的官方资料(我承认这个资料很垃圾，比起民间的技术总结它的内容可谓又臭又长，但是作为基础也要了解一下，SD协议不用看)2.清晰明了的MMC卡时序图清晰明了的MMC卡时序图(虽然这个是MMC卡的，但是在初始化的时候CMD0的时序是一样的) 电路：我用的SD卡的电路其实很简单，参考SD卡的官方资料中的电路链接就可以的。
供电问题：由于SD卡的电压是3.3V，所以你的CPU必须支持3.3V的IO端口输出。
再来说一说鸡毛蒜皮的细节：1.为了使SD卡初始化进入SPI模式，我们需要使用的命令有3个：CMD0,ACMD41,CMD55（使用ACMD类的指令前应先发CMD55，CMD55起到一个切换到ACMD类命令的作用）。
2.为什么在使用CMD0以后不使用CMD1？CMD1是MMC卡使用的指令，虽然本文并不想讨论MMC卡的问题，但是我还是要说：为了实现兼容性，上电或者发送CMD0后，应该首先发送CMD55+ACMD41确认是否有回应，如果有回应则为SD卡，如果等回应超时，则可能是MMC卡，再发CMD1确认。
3.正确的回应内容应该是：CMD0——0x01（SD卡处于in-idle-state）CMD55——0x01（SD卡处于in-idle-state）ACMD41——0x00（SD卡跳出in-idle-state，完成初始化准备接受下一条指令）这里要说的是如果最后的回应内容还是0x01的话，可以循环发送CMD55+ACMD41，直到回应的内容0x00。
4.在所有的指令中，唯独CMD0特殊，在向SD卡发送以前需要向SD卡发送74+个时钟。
那么为什么要74个CLK呢？因为在上电初期，电压的上升过程据SD卡组织的计算约合64个CLK周期才能到达SD卡的正常工作电压他们管这个叫做Supply ramp up time，其后的10个CLK是为了与SD卡同步，之后开始CMD0的操作，严格按照此项操作，一定没有问题。
SD卡SPI读写中文资料
7S P I模式本文是小弟自己翻译的（处女作哦~~~~~），难免有不妥之处，望交流指教！联系方式 QQ：286225453 Email:ioro55555@7.1介绍SPI模式SPI模式由二次传递协议组成，这个协议由Flash（基于SD卡）提供。
本模式是SD卡协议的子协议，目的是用SPI信道通讯。
SPI模式在SD卡上电后第一个复位指令（CMD0）执行后被选择，并且在接通电源时不能改变。
SPI标准定义7.2 SPI总线SD卡信道由指令和数据位（起始位和结束位）组成，SPI信道由字节定向。
每一个指令或数据块由8位的字节和CS标志构成。
类似SD卡协议, SPI通讯由指令、响应和数据组成。
全部的主机与SD卡之间的通信由主机控制。
主机执行每一跟CS标志为低的总线。
SPI模式与SD模式的响应特性有以下三方面不同∶1、被选择的卡始终对指令作出反应。
2、一个附加的（8BIT）响应产生。
3、在SD卡遇到数据检索问题时，它会作出错误反应，而不是像在SD模式中一样执行一次空操作。
除命令响应之外,每一个数据块在写操作期间会作出专门的信息响应标志反应发送给SD卡。
数据块可以大到一个扇区小到一个字节。
读／写操作由CSD(指令信号译码器)寄存器操作。
7.2.1模式选择SD卡在上电后自动SD模式。
如果CS标志在接受复位指令（CMD0）期间为低，它将进入SPI模式并且处于空闲状态。
如果SD卡识别到需要保持SD模式，它不会对指令作出任何反应并且保持在SD模式中。
如果需要SPI模式，SD卡将转到SPI模式并且进行SPI模式R1响应。
回到SD模式的必须重新上电。
在SPI 模式下，SD卡遵守部分协议系统。
支持SPI模式的SD卡指令始终有效。
7.2.2总线传送保护SPI模式每一个SD卡在总线上的数据传输由CRC（循环冗余码校验）保护。
在SPI模式, SD卡提供一种非保护模式（起动系统，建立可靠的数据联系来排除硬件或固件需要执行的CRC（循环冗余码校验）生成并且核验操作）。
SD卡的读取(SPI)
SPI模式下MCU对SD卡的控制及操作命令一、前言SD 卡有两个可选的通讯协议：SD 模式和 SPI模式 SD 模式是SD 卡标准的读写方式，但是在选用SD 模式时，往往需要选择带有SD 卡控制器接口的 MCU，或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD 卡的读写然而，大多数MCU都没有集成SD 卡控制器接口，若选用SD 模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。
在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下，选用 SPI模式可以说是一种最佳的解决方案因为在 SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场上很多MCU都集成有现成的SPI接口电路，采用 SPI模式对 SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计二、硬件电路实现以NXP的LPC2210 ARM7MCU为例，下图是周立功开发的实现板电路这里，将LPC2210MCU的SPI0用于SD卡的控制和数据读写。
对SPI0的两个数据线加了上拉电阻以便于MMC卡兼容。
卡供电采用了可控方式，通过GPIO口控制MOS管对其进行供电。
卡检测电路也使用GPIO口实现。
通过读GPIO口数据，检查卡是否写保护和完全插入。
具体内容可以参考周立功的说明书，百度文库里边有三、SD卡物理接口我们看到的SD卡一包如下所示，包含9个引脚和一个写保护开关：其引脚定义如下：注：1. S：电源；I：输入；O：推挽输出；PP：推挽I/O。
2. 扩展的DAT线（DAT1 ~ DAT3）在上电后处于输入状态。
它们在执行SET_BUS_WIDTH命令后作为DAT线操作。
当不使用DAT1 ~ DAT3 线时，主机应使自己的DAT1~DAT3线处于输入模式。
这样定义是为了与MMC卡保持兼容。
3. 上电后，这条线为带50KΩ上拉电阻的输入线（可以用于检测卡是否存在或选择 SPI 模式）。
用户可以在正常的数据传输中用 SET_CLR_CARD_DETECT（ACMD42）命令断开上拉电阻的连接。
spi总线协议
spi总线协议SPI总线协议。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种用于在数字集成电路之间进行通信的同步串行通信协议。
它通常用于连接微控制器和外围设备，例如存储器芯片、传感器、显示器和无线模块等。
SPI总线协议具有简单、高效、灵活等特点，因此在许多嵌入式系统中得到广泛应用。
本文将对SPI总线协议的基本原理、通信方式、时序特性以及应用进行介绍。
SPI总线协议基本原理。
SPI总线由四根信号线组成，分别为时钟信号（SCLK）、主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）和片选信号（SS）。
在SPI总线中，通信的主设备通过SCLK信号产生时钟脉冲，控制数据的传输。
MOSI信号用于主设备向从设备发送数据，MISO信号用于从设备向主设备发送数据。
片选信号用于选择从设备，使得主设备可以与多个从设备进行通信。
SPI总线协议通信方式。
SPI总线协议采用全双工通信方式，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
通信开始时，主设备通过片选信号选择从设备，并在时钟信号的控制下，通过MOSI信号向从设备发送数据，同时从设备通过MISO信号向主设备发送数据。
通信结束后，主设备通过片选信号取消对从设备的选择，从而完成一次数据传输。
SPI总线协议时序特性。
在SPI总线协议中，数据的传输是在时钟信号的控制下进行的。
通常情况下，数据的传输是在时钟的上升沿或下降沿进行的，具体取决于SPI设备的工作模式。
此外，SPI总线协议还可以通过调整时钟信号的极性和相位来适应不同的外设要求，从而实现更灵活的通信方式。
SPI总线协议应用。
SPI总线协议在各种嵌入式系统中得到广泛应用，例如单片机、嵌入式系统、传感器网络等。
在单片机中，SPI总线协议通常用于连接外部存储器、显示器、通信模块等外围设备。
在嵌入式系统中，SPI总线协议可以用于连接各种外设，实现系统的功能扩展和升级。
在传感器网络中，SPI总线协议可以用于连接各种传感器节点，实现数据的采集和传输。
SD卡中文资料
7S P I模式本文是小弟自己翻译的（处女作哦~~~~~），难免有不妥之处，望交流指教！联系方式 QQ：286225453 Email:ioro55555@7.1介绍SPI模式SPI模式由二次传递协议组成，这个协议由Flash（基于SD卡）提供。
本模式是SD卡协议的子协议，目的是用SPI信道通讯。
SPI模式在SD卡上电后第一个复位指令（CMD0）执行后被选择，并且在接通电源时不能改变。
SPI标准定义只不过是物理链接，而不是完全的数据传送协议。
SD卡的SPI设备使用SD卡协议的子协议和部分指令。
SPI模式的优势在于可以使用标准主机，从而把外设减少到最低。
SPI模式相对于SD模式的缺点是损失了性能。
7.2 SPI总线SD卡信道由指令和数据位（起始位和结束位）组成，SPI信道由字节定向。
每一个指令或数据块由8位的字节和CS标志构成。
类似SD卡协议, SPI通讯由指令、响应和数据组成。
全部的主机与SD卡之间的通信由主机控制。
主机执行每一跟CS标志为低的总线。
SPI模式与SD模式的响应特性有以下三方面不同∶1、被选择的卡始终对指令作出反应。
2、一个附加的（8BIT）响应产生。
3、在SD卡遇到数据检索问题时，它会作出错误反应，而不是像在SD模式中一样执行一次空操作。
除命令响应之外,每一个数据块在写操作期间会作出专门的信息响应标志反应发送给SD卡。
数据块可以大到一个扇区小到一个字节。
读／写操作由CSD(指令信号译码器)寄存器操作。
7.2.1模式选择SD卡在上电后自动SD模式。
如果CS标志在接受复位指令（CMD0）期间为低，它将进入SPI模式并且处于空闲状态。
如果SD卡识别到需要保持SD模式，它不会对指令作出任何反应并且保持在SD模式中。
如果需要SPI模式，SD卡将转到SPI模式并且进行SPI模式R1响应。
回到SD模式的必须重新上电。
在SPI 模式下，SD卡遵守部分协议系统。
支持SPI模式的SD卡指令始终有效。
SPI总线协议介绍
SPI总线协议及SPI时序图详解SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
---------------------------------------------------脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo---------------------------------------------------0 00-0 10101010 01010101 0 0---------------------------------------------------1 0--1 0101010x 10101011 0 11 1--0 01010100 10101011 0 1---------------------------------------------------2 0--1 1010100x 01010110 1 02 1--0 10101001 01010110 1 0---------------------------------------------------3 0--1 0101001x 10101101 0 13 1--0 01010010 10101101 0 1---------------------------------------------------4 0--1 1010010x 01011010 1 04 1--0 10100101 01011010 1 0---------------------------------------------------5 0--1 0100101x 10110101 0 15 1--0 01001010 10110101 0 1---------------------------------------------------6 0--1 1001010x 01101010 1 06 1--0 10010101 01101010 1 0---------------------------------------------------7 0--1 0010101x 11010101 0 17 1--0 00101010 11010101 0 1---------------------------------------------------8 0--1 0101010x 10101010 1 08 1--0 01010101 10101010 1 0---------------------------------------------------这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、 sdo相对于主机而言的。