SD卡 驱动编写指南

### SD卡驱动编写指南 #### 一、SD卡概述与驱动模式 SD卡，全称为Secure Digital Memory Card，是一种基于闪存技术的存储卡，具备自带控制器的特点。编写SD卡驱动，实质上是对该控制器接口的编程，而非直接对Flash Memory进行操作。SD卡支持三种驱动模式： 1. **SPI模式**：适用于对速度要求不高，成本敏感的应用场景。 2. **SDBUS模式**：提供更高速的数据传输速率，适用于高性能存储需求。 3. **1-bit模式**：介于两者之间，兼顾成本与性能。 #### 二、SD卡命令系统 SD卡的驱动主要通过一系列预定义的命令来实现。理解命令的基本格式及CRC校验机制是关键。 - **命令格式**：由CMD信号线上的脉冲序列构成，通过示波器抓图可直观理解其发送格式。 - **CRC7**：用于命令验证，确保命令完整性。 - **CRC16**：在数据传输过程中用于校验数据的准确性。 #### 三、命令集与寄存器状态 SD卡支持共计32条命令，分为25条基本命令与7条用户应用命令。每条命令都有其特定的功能，如初始化、读写操作等。R1、R2、R3、R6为返回数据格式，可用于获取寄存器状态或执行特定读取操作。 - **R2**：返回寄存器状态。 - **R3**：用于特定读取操作。 - **R6**：返回使用CMD9、CMD10读取的寄存器内容。 #### 四、初始化与操作流程 初始化SD卡的过程包括发送复位命令、设置工作电压、获取ID、选择卡等功能，需遵循特定的顺序与条件。 1. **初始化命令流程**： - 发送CMD0复位SD卡。 - 发送CMD55作为用户命令前的准备。 - 发送CMD41设置SD卡的工作电压。 - 发送CMD2获取SD卡ID。 - 发送CMD3获取新地址。 - 发送CMD9从新地址读取SD卡ID。 - 发送CMD7选择新地址的SD卡为有效卡。 - 再次发送CMD55。 - 发送CMD6设置数据位宽。 - 发送CMD16设置BLOCK长度。 - 发送CMD13读取当前SD卡状态。 2. **操作命令**：不同SD卡支持的命令可能略有差异，但基本命令是通用的。关键操作包括读（CMD17）、写（CMD24）和擦除（CMD38）。这些命令都是基于BLOCK进行的，擦除操作可以涉及多个BLOCK。 #### 五、数据发送与读写操作 - **数据发送格式**：以512字节为基本单位，包含数据和CRC校验码。 - **读操作流程**： - 发送CMD17读指令。 - 等待SD卡反馈状态数据。 - 确认数据开始信号，接收数据包（含CRC16码）。 - 校验数据正确性。 #### 六、驱动模式的选择与调试技巧 SD卡的驱动模式受上电状态控制。若CS接地，SD卡将进入SPI模式；若CS接高电平，则进入SDBUS模式。调试过程中，关注时序匹配、命令状态与回复至关重要，尤其是CMD0的特殊处理。 #### 七、结论 编写SD卡驱动涉及到对命令系统、寄存器状态、初始化流程及数据读写操作的深入理解。掌握这些核心概念，能够有效提升SD卡驱动开发的效率与成功率。通过详尽的步骤指导与实践技巧分享，本文旨在帮助开发者快速上手SD卡驱动编写，克服常见调试障碍，实现高效、稳定的SD卡操作。