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51單片機實現對SD卡的讀寫

作者：時間：2016-11-25 來源：網絡

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4）讀取CSD
CSD（Card-Specific Data）寄存器提供了讀寫SD卡的一些信息。其中的一些單元可以由用戶重新編程。具體的CSD結構如下：

本文引用地址：http://www.104case.com/article/201611/321134.htm

名稱	域	數據寬度	單元類型	CSD劃分
CSD結構	CSD_STRUCTURE	2	R	[127:126]
保留	-	6	R	[125:120]
數據讀取時間1	TAAC	8	R	[119:112]
數據在CLK周期內讀取時間2（NSAC*100）	NSAC	8	R	[111:104]
最大數據傳輸率	TRAN_SPEED	8	R	[103:96]
卡命令集合	CCC	12	R	[95:84]
最大讀取數據塊長	READ_BL_LEN	4	R	[83:80]
允許讀的部分塊	READ_BL_PARTIAL	1	R	[79:79]
非線寫塊	WRITE_BLK_MISALIGN	1	R	[78:78]
非線讀塊	READ_BLK_MISALIGN	1	R	[77:77]
DSR條件	DSR_IMP	1	R	[76:76]
保留	-	2	R	[75:74]
設備容量	C_SIZE	12	R	[73:62]
最大讀取電流@VDDmin	VDD_R_CURR_MIN	3	R	[61:59]
最大讀取電流@VDDmax	VDD_R_CURR_MAX	3	R	[58:56]
最大寫電流@VDDmin	VDD_W_CURR_MIN	3	R	[55:53]
最大寫電流@VDDmax	VDD_W_CURR_MAX	3	R	[52:50]
設備容量乘子	C_SIZE_MULT	3	R	[49:47]
擦除單塊使能	ERASE_BLK_EN	1	R	[46:46]
擦除扇區大小	SECTOR_SIZE	7	R	[45:39]
寫保護群大小	WP_GRP_SIZE	7	R	[38:32]
寫保護群使能	WP_GRP_ENABLE	1	R	[31:31]
保留	-	2	R	[30:29]
寫速度因子	R2W_FACTOR	3	R	[28:26]
最大寫數據塊長度	WRITE_BL_LEN	4	R	[25:22]
允許寫的部分部	WRITE_BL_PARTIAL	1	R	[21:21]
保留	-	5	R	[20:16]
文件系統群	FILE_OFRMAT_GRP	1	R/W	[15:15]
拷貝標志	COPY	1	R/W	[14:14]
永久寫保護	PERM_WRITE_PROTECT	1	R/W	[13:13]
暫時寫保護	TMP_WRITE_PROTECT	1	R/W	[12:12]
文件系統	FIL_FORMAT	2	R/W	[11:10]
保留	-	2	R/W	[9:8]
CRC	CRC	7	R/W	[7:1]
未用，始終為1	-	1		[0:0]

讀取CSD 的時序：

相應的程序例程如下：

//-----------------------------------------------------------------------------------------
讀SD卡的CSD寄存器共16字節返回0說明讀取成功
//-----------------------------------------------------------------------------------------
unsignedcharRead_CSD_SD(unsignedchar*Buffer)
{
//讀取CSD寄存器的命令
unsignedcharCMD[]={0x49,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
unsignedchartemp;
temp=SD_Read_Block(CMD,Buffer,16);//read16bytes
return(temp);
}

4）讀取SD卡信息
綜合上面對CID與CSD寄存器的讀取，可以知道很多關于SD卡的信息，以下程序可以獲取這些信息。如下：

//-----------------------------------------------------------------------------------------------
//返回
//SD卡的容量，單位為M
//sectorcountandmultiplierMBarein
u08==C_SIZE/(2^(9-C_SIZE_MULT))
//SD卡的名稱
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
voidSD_get_volume_info()
{
unsignedchari;
unsignedcharc_temp[5];
VOLUME_INFO_TYPESD_volume_Info,*vinf;
vinf=&SD_volume_Info;//Initthepointoer;
/讀取CSD寄存器
Read_CSD_SD(sectorBuffer.dat);
//獲取總扇區數
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;
//獲取multiplier
vinf->sector_multiply=sectorBuffer.dat[9]&0x03;
vinf->sector_multiply<<=1;
vinf->sector_multiply+=(sectorBuffer.dat[10]&0x80)>>7;
//獲取SD卡的容量
vinf->size_MB=vinf->sector_count>>(9-vinf->sector_multiply);
//getthenameofthecard
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;//endflag
}
以上程序將信息裝載到一個結構體中，這個結構體的定義如下：
typedefstructSD_VOLUME_INFO
{//SD/SDCardinfo
unsignedintsize_MB;
unsignedcharsector_multiply;
unsignedintsector_count;
unsignedcharname[6];
}VOLUME_INFO_TYPE;

5）扇區讀
扇區讀是對SD卡驅動的目的之一。SD卡的每一個扇區中有512個字節，一次扇區讀操作將把某一個扇區內的512個字節全部讀出。過程很簡單，先寫入命令，在得到相應的回應后，開始數據讀取。
扇區讀的時序：

扇區讀的程序例程：

unsignedcharSD_Read_Sector(unsignedlongsector,unsignedchar*buffer)
{
unsignedcharretry;
//命令16
unsignedcharCMD[]={0x51,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF};
unsignedchartemp;
//地址變換由邏輯塊地址轉為字節地址
sector=sector<<9;//sector=sector*512
CMD[1]=((sector&0xFF000000)>>24);
CMD[2]=((sector&0x00FF0000)>>16);
CMD[3]=((sector&0x0000FF00)>>8);
//將命令16寫入SD卡
retry=0;
do
{//為了保證寫入命令一共寫100次
temp=Write_Command_MMC(CMD);
retry++;
if(retry==100)
{
return(READ_BLOCK_ERROR);//blockwriteError!
}
}
while(temp!=0);
//ReadStartByteformMMC/SD-Card(FEh/StartByte)
//Nowdataisready,youcanreaditout.
while(Read_Byte_MMC()!=0xfe);
readPos=0;
SD_get_data(512,buffer);//512字節被讀出到buffer中
return0;
}
其中SD_get_data函數如下：
//----------------------------------------------------------------------------
獲取數據到buffer中
//----------------------------------------------------------------------------
voidSD_get_data(unsignedintBytes,unsignedchar*buffer)
{
unsignedintj;
for(j=0;j
*buffer++=Read_Byte_SD();
}

6）扇區寫
扇區寫是SD卡驅動的另一目的。每次扇區寫操作將向SD卡的某個扇區中寫入512個字節。過程與扇區讀相似，只是數據的方向相反與寫入命令不同而已。
扇區寫的時序：

扇區寫的程序例程：

//--------------------------------------------------------------------------------------------
寫512個字節到SD卡的某一個扇區中去返回0說明寫入成功
//--------------------------------------------------------------------------------------------
unsignedcharSD_write_sector(unsignedlongaddr,unsignedchar*Buffer)
{
unsignedchartmp,retry;
unsignedinti;
//命令24
unsignedcharCMD[]={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);
//寫命令24到SD卡中去
retry=0;
do
{//為了可靠寫入，寫100次
tmp=Write_Command_SD(CMD);
retry++;
if(retry==100)
{
return(tmp);//sendcommamdError!
}
}
while(tmp!=0);
//在寫之前先產生100個時鐘信號
for(i=0;i<100;i++)
{
Read_Byte_SD();
}
//寫入開始字節
Write_Byte_MMC(0xFE);
//現在可以寫入512個字節
for(i=0;i<512;i++)
{
Write_Byte_MMC(*Buffer++);
}
//CRC-Byte
Write_Byte_MMC(0xFF);//DummyCRC
Write_Byte_MMC(0xFF);//CRCCode
tmp=Read_Byte_MMC();//readresponse
if((tmp&0x1F)!=0x05)//寫入的512個字節是未被接受
{
SPI_CS=1;
return(WRITE_BLOCK_ERROR);//Error!
}
//等到SD卡不忙為止
//因為數據被接受后，SD卡在向儲存陣列中編程數據
while(Read_Byte_MMC()!=0xff){};
//禁止SD卡
SPI_CS=1;
return(0);//寫入成功
}

此上內容在筆者的實驗中都已調試通過。單片機采用STC89LE單片機（SD卡的初始化電壓為2.0V~3.6V，操作電壓為3.1V~3.5V，因此不能用5V單片機，或進行分壓處理），工作于22.1184M的時鐘下，由于所采用的單片機中沒硬件SPI，采用軟件模擬SPI，因此讀寫速率都較慢。如果要半SD卡應用于音頻、視頻等要求高速場合，則需要選用有硬件SPI的控制器，或使用SD模式，當然這就需要各位讀者對SD模式加以研究，有了 SPI模式的基礎，SD模式應該不是什么難事。

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