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SD卡在单片机系统上的应用

作者:时间:2011-12-02来源:网络收藏

与此时序相对应的程序如下:

C程序

//------------------------------------------------------------

读取的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);

}

4)读取CSD

CSD(Card-Specific Data)寄存器提供了读写的一些信息。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
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]

相应的程序例程如下:

C程序

//-------------------------------------------------------------------

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;

5) 扇区读

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。

扇区读的程序例程:

C程序

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;jBytes;j++)

*buffer++ = Read_Byte_SD();

}

6) 扇区写

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。

扇区写的程序例程:

C程序

//-----------------------------------------------------------------

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;i100;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;i512;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。


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关键词: SD卡 单片机系统
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