STM32学习笔记之SD卡V2.0协议初始化

### STM32学习笔记之SD卡V2.0协议初始化详解 #### 一、引言 在嵌入式系统开发中，STM32微控制器因其卓越的性能与灵活性，成为了许多项目的首选。当涉及到大量数据存储时，SD卡作为外设之一，提供了便捷的数据存储解决方案。然而，正确地初始化与操作SD卡，尤其是在使用大于2GB的大容量SD卡（SDHC）时，需要遵循V2.0协议，以确保稳定高效的数据交互。 #### 二、SD卡V2.0协议简介 SD卡V2.0协议主要针对大容量SD卡，即SDHC卡（SD High Capacity），其容量范围从2GB至32GB。为了充分利用这些卡的特性，STM32的初始化和操作必须采用V2.0协议，该协议定义了一系列的指令集和操作流程，用于管理和控制SD卡的读写操作。 #### 三、SPI模式下的SD卡操作指令 在SPI模式下，SD卡支持以下关键指令： - **CMD0 (0x00)**：用于复位SD卡，进入IDLE状态，回应为R1。 - **CMD9 (0x09)**：读取卡特定寄存器，回应也为R1。 - **CMD10 (0x0A)**：读取卡标志寄存器，回应为R1。 - **CMD16 (0x10)**：设置块的大小（字节数），回应为R1。 - **CMD17 (0x11)**：读取一块的数据，需要指定地址，回应为R1。 - **CMD24 (0x18)**：写入一块的数据，同样需要指定地址，回应为R1。 - **CMD41 (0x29)**：开始卡的初始化，回应为R1。 - **CMD55 (0x37)**：引用命令的前命令，回应为R1。 - **CMD59 (0x3B)**：设置CRC开启（1）或关闭（0），回应为R1。 #### 四、SD卡R1回应格式解析 R1回应格式是SD卡对某些指令的反馈，它由8位组成，每比特位代表不同状态： - **BIT0**：IDLE状态，表示卡是否处于空闲状态。 - **BIT1**：擦除复位，表示卡是否正在进行或刚完成擦除操作。 - **BIT2**：非法命令，表示命令无效。 - **BIT3**：命令CRC错误，表示命令校验和错误。 - **BIT4**：连续擦除错误，表示连续擦除操作失败。 - **BIT5**：地址错误，表示地址超出范围。 - **BIT6**：参数错误，表示参数值不合法。 - **BIT7**：保留位，通常应为0。 #### 五、初始化流程 1. **复位SD卡**：通过发送CMD0，使SD卡进入IDLE状态，这是所有操作的起点。 2. **发送CMD8**：用于判断SD卡类型，是否为V2.0卡或V1.0卡，以及是否支持当前工作电压。若支持，将返回R7响应，并包含`Checkvoltage`和`checkpattern`信息。 3. **初始化SD卡**：通过ACMD41指令，正式开始SD卡的初始化过程。如果`HCS`位被设置为1，表明控制器支持SDHC卡。 #### 六、实现细节 在实现过程中，需要注意以下几点： - 在SD卡上电后，需发送超过74个时钟周期的信号，以确保SD卡完成上电初始化。 - CMD0的发送后，通过检查R1回应中的BIT0位，确认SD卡是否处于IDLE状态。 - CMD8的回应R7包含关键信息，用于判断SD卡是否支持当前电压及版本。 - ACMD41的发送标志着SD卡初始化的正式开始，其中`HCS`位决定了控制器是否支持SDHC卡。 #### 结论 STM32对SD卡V2.0协议的初始化涉及多个步骤和细节，正确的操作流程和指令使用至关重要。通过深入理解并遵循上述指导原则，开发者能够有效地利用STM32与SD卡之间的数据交互，为项目开发带来更大的灵活性和效率。