51單片機實(shí)現對SD卡的讀寫(xiě)

（1）SD卡的引腳定義：

SD卡引腳功能詳述：

SD卡SPI模式下與單片機的連接圖：

SD卡支持兩種總線(xiàn)方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式采用6線(xiàn)制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3進(jìn)行數據通信。而SPI方式采用4線(xiàn) 制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut進(jìn)行數據通信。SD方式時(shí)的數據傳輸速度與SPI方式要快，采用單片機對SD卡進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)一般都采用 SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。這里只對其SPI方式進(jìn)行介紹。

（2）SPI方式驅動(dòng)SD卡的方法
SD卡的SPI通信接口使其可以通過(guò)SPI通道進(jìn)行數據讀寫(xiě)。從應用的角度來(lái)看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機內部自帶SPI控制器，不光給開(kāi)發(fā) 上帶來(lái)方便，同時(shí)也見(jiàn)降低了開(kāi)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(wèn)題，就要用SD方式，因為它提供更大的總線(xiàn)數據帶 寬。SPI接口的選用是在上電初始時(shí)向其寫(xiě)入第一個(gè)命令時(shí)進(jìn)行的。以下介紹SD卡的驅動(dòng)方法，只實(shí)現簡(jiǎn)單的扇區讀寫(xiě)。
1）命令與數據傳輸
1.命令傳輸
SD卡自身有完備的命令系統，以實(shí)現各項操作。命令格式如下：

命令的傳輸過(guò)程采用發(fā)送應答機制，過(guò)程如下：

每一個(gè)命令都有自己命令應答格式。在SPI模式中定義了三種應答格式，如下表所示：

寫(xiě)命令的例程：

2）初始化
SD卡的初始化是非常重要的，只有進(jìn)行了正確的初始化，才能進(jìn)行后面的各項操作。在初始化過(guò)程中，SPI的時(shí)鐘不能太快，否則會(huì )造初始化失敗。在初始化成 功后，應盡量提高SPI的速率。在剛開(kāi)始要先發(fā)送至少74個(gè)時(shí)鐘信號，這是必須的。在很多讀者的實(shí)驗中，很多是因為疏忽了這一點(diǎn)，而使初始化不成功。隨后 就是寫(xiě)入兩個(gè)命令CMD0與CMD1，使SD卡進(jìn)入SPI模式
初始化時(shí)序圖：


初始化例程：

3）讀取CID
CID寄存器存儲了SD卡的標識碼。每一個(gè)卡都有唯一的標識碼。
CID寄存器長(cháng)度為128位。它的寄存器結構如下：

它的讀取時(shí)序如下：

與此時(shí)序相對應的程序如下：