与此时序相对应的程序如下:
//------------------------------------------------------------
读取SD卡的CID寄存器 16字节 成功返回0
//------------------------------------------------------------
unsigned char Read_CID_SD(unsigned char *Buffer)
{
//读取CID寄存器的命令
unsigned char CMD[] = {0x4A,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
unsigned char temp;
temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16); //read 16 bytes
return(temp);
}
CSD(Card-Specific Data)寄存器提供了读写SD卡的一些信息。其中的一些单元可以由用户重新编程。具体的CSD结构如下:
名称 | 域 | 数据宽度 | 单元类型 | CSD划分 |
CSD结构 | CSD_STRUCTURE | 2 | R | [127:126] |
保留 | - | 6 | R | [125:120] |
数据读取时间1 | TAAC | 8 | R | [119:112] |
数据在CLK周期内读取时间2(NSAC*100) | NSAC | 8 | R | [111:104] |
最大数据传输率 | TRAN_SPEED | 8 | R | [103:96] |
卡命令集合 | CCC | 12 | R | [95:84] |
最大读取数据块长 | READ_BL_LEN | 4 | R | [83:80] |
允许读的部分块 | READ_BL_PARTIAL | 1 | R | [79:79] |
非线写块 | WRITE_BLK_MISALIGN | 1 | R | [78:78] |
非线读块 | READ_BLK_MISALIGN | 1 | R | [77:77] |
DSR条件 | DSR_IMP | 1 | R | [76:76] |
保留 | - | 2 | R | [75:74] |
设备容量 | C_SIZE | 12 | R | [73:62] |
最大读取电流@VDD min | VDD_R_CURR_MIN | 3 | R | [61:59] |
最大读取电流@VDD max | VDD_R_CURR_MAX | 3 | R | [58:56] |
最大写电流@VDD min | VDD_W_CURR_MIN | 3 | R | [55:53] |
最大写电流@VDD max | VDD_W_CURR_MAX | 3 | R | [52:50] |
设备容量乘子 | C_SIZE_MULT | 3 | R | [49:47] |
擦除单块使能 | ERASE_BLK_EN | 1 | R | [46:46] |
擦除扇区大小 | SECTOR_SIZE | 7 | R | [45:39] |
写保护群大小 | WP_GRP_SIZE | 7 | R | [38:32] |
写保护群使能 | WP_GRP_ENABLE | 1 | R | [31:31] |
保留 | - | 2 | R | [30:29] |
写速度因子 | R2W_FACTOR | 3 | R | [28:26] |
最大写数据块长度 | WRITE_BL_LEN | 4 | R | [25:22] |
允许写的部分部 | WRITE_BL_PARTIAL | 1 | R | [21:21] |
保留 | - | 5 | R | [20:16] |
文件系统群 | FILE_OFRMAT_GRP | 1 | R/W | [15:15] |
拷贝标志 | COPY | 1 | R/W | [14:14] |
永久写保护 | PERM_WRITE_PROTECT | 1 | R/W | [13:13] |
暂时写保护 | TMP_WRITE_PROTECT | 1 | R/W | [12:12] |
文件系统 | FIL_FORMAT | 2 | R/W | [11:10] |
保留 | - | 2 | R/W | [9:8] |
CRC | CRC | 7 | R/W | [7:1] |
未用,始终为1 | - | 1 | [0:0] |
读取CSD 的时序:
相应的程序例程如下:
//-------------------------------------------------------------------
读SD卡的CSD寄存器 共16字节 返回0说明读取成功
//-------------------------------------------------------------------
unsigned char Read_CSD_SD(unsigned char *Buffer)
{
//读取CSD寄存器的命令
unsigned char CMD[] = {0x49,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
unsigned char temp;
temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16); //read 16 bytes
return(temp);
}
4) 读取SD卡信息
综合上面对CID与CSD寄存器的读取,可以知道很多关于SD卡的信息,以下程序可以获取这些信息。如下:
//----------------------------------------------------------------------
//返回
// SD卡的容量,单位为M
// sector count and multiplier MB are in
u08 == C_SIZE / (2^(9-C_SIZE_MULT))
// SD卡的名称
//----------------------------------------------------------------------
void SD_get_volume_info()
{
unsigned char i;
unsigned char c_temp[5];
VOLUME_INFO_TYPE SD_volume_Info,*vinf;
vinf=&SD_volume_Info; //Init the pointoer;
/读取CSD寄存器
Read_CSD_SD(sectorBuffer.dat);
//获取总扇区数
vinf->sector_count = sectorBuffer.dat[6] & 0x03;
vinf->sector_count <<= 8;
vinf->sector_count += sectorBuffer.dat[7];
vinf->sector_count <<= 2;
vinf->sector_count += (sectorBuffer.dat[8] & 0xc0) >> 6;
// 获取multiplier
vinf->sector_multiply = sectorBuffer.dat[9] & 0x03;
vinf->sector_multiply <<= 1;
vinf->sector_multiply += (sectorBuffer.dat[10] & 0x80) >> 7;
//获取SD卡的容量
vinf->size_MB = vinf->sector_count >> (9-vinf->sector_multiply);
// get the name of the card
Read_CID_SD(sectorBuffer.dat);
vinf->name[0] = sectorBuffer.dat[3];
vinf->name[1] = sectorBuffer.dat[4];
vinf->name[2] = sectorBuffer.dat[5];
vinf->name[3] = sectorBuffer.dat[6];
vinf->name[4] = sectorBuffer.dat[7];
vinf->name[5] = 0x00; //end flag
}
以上程序将信息装载到一个结构体中,这个结构体的定义如下:
typedef struct SD_VOLUME_INFO
{ //SD/SD Card info
unsigned int size_MB;
unsigned char sector_multiply;
unsigned int sector_count;
unsigned char name[6];
} VOLUME_INFO_TYPE;
扇区读是对SD卡驱动的目的之一。SD卡的每一个扇区中有512个字节,一次扇区读操作将把某一个扇区内的512个字节全部读出。过程很简单,先写入命令,在得到相应的回应后,开始数据读取。
扇区读的时序:
扇区读的程序例程:
unsigned char SD_Read_Sector(unsigned long sector,unsigned char *buffer)
{
unsigned char retry;
//命令16
unsigned char CMD[] = {0x51,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
unsigned char temp;
//地址变换 由逻辑块地址转为字节地址
sector = sector << 9; //sector = sector * 512
CMD[1] = ((sector & 0xFF000000) >>24 );
CMD[2] = ((sector & 0x00FF0000) >>16 );
CMD[3] = ((sector & 0x0000FF00) >>8 );
//将命令16写入SD卡
retry=0;
do
{ //为了保证写入命令 一共写100次
temp=Write_Command_MMC(CMD);
retry++;
if(retry==100)
{
return(READ_BLOCK_ERROR); //block write Error!
}
}
while(temp!=0);
//Read Start Byte form MMC/SD-Card (FEh/Start Byte)
//Now data is ready,you can read it out.
while (Read_Byte_MMC() != 0xfe);
readPos=0;
SD_get_data(512,buffer) ; //512字节被读出到buffer中
return 0;
}
其中SD_get_data函数如下:
//---------------------------------------------------------
获取数据到buffer中
//---------------------------------------------------------
void SD_get_data(unsigned int Bytes,unsigned char *buffer)
{
unsigned int j;
for (j=0;j<Bytes;j++)
*buffer++ = Read_Byte_SD();
}
扇区写是SD卡驱动的另一目的。每次扇区写操作将向SD卡的某个扇区中写入512个字节。过程与扇区读相似,只是数据的方向相反与写入命令不同而已。
扇区写的时序:
扇区写的程序例程:
//-----------------------------------------------------------------
写512个字节到SD卡的某一个扇区中去 返回0说明写入成功
//-----------------------------------------------------------------
unsigned char SD_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *Buffer)
{
unsigned char tmp,retry;
unsigned int i;
//命令24
unsigned char CMD[] = {0x58,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
addr = addr << 9; //addr = addr * 512
CMD[1] = ((addr & 0xFF000000) >>24 );
CMD[2] = ((addr & 0x00FF0000) >>16 );
CMD[3] = ((addr & 0x0000FF00) >>8 );
//写命令24到SD卡中去
retry=0;
do
{ //为了可靠写入,写100次
tmp=Write_Command_SD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
{
return(tmp); //send commamd Error!
}
}
while(tmp!=0);
//在写之前先产生100个时钟信号
for (i=0;i<100;i++)
{
Read_Byte_SD();
}
//写入开始字节
Write_Byte_MMC(0xFE);
//现在可以写入512个字节
for (i=0;i<512;i++)
{
Write_Byte_MMC(*Buffer++);
}
//CRC-Byte
Write_Byte_MMC(0xFF); //Dummy CRC
Write_Byte_MMC(0xFF); //CRC Code
tmp=Read_Byte_MMC(); // read response
if((tmp & 0x1F)!=0x05) // 写入的512个字节是未被接受
{
SPI_CS=1;
return(WRITE_BLOCK_ERROR); //Error!
}
//等到SD卡不忙为止
//因为数据被接受后,SD卡在向储存阵列中编程数据
while (Read_Byte_MMC()!=0xff){};
//禁止SD卡
SPI_CS=1;
return(0); //写入成功
}
此上内容在笔者的实验中都已调试通过。单片机采用STC89LE单片机(SD卡的初始化电压为2.0V~3.6V,操作电压为3.1V~3.5V,因此不能用5V单片机,或进行分压处理),工作于22.1184M的时钟下,由于所采用的单片机中没硬件SPI,采用软件模拟SPI,因此读写速率都较慢。如果要半SD卡应用于音频、视频等要求高速场合,则需要选用有硬件SPI的控制器,或使用SD模式,当然这就需要各位读者对SD模式加以研究,有了SPI模式的基础,SD模式应该不是什么难事。