3) 读取CID
CID寄存器存储了SD卡的标识码。每一个卡都有唯一的标识码。
CID寄存器长度为128位。它的寄存器结构如下:
名称 |
域 |
数据宽度 |
CID划分 |
生产标识号 |
MID |
8 |
[127:120] |
OEM/应用标识 |
OID |
16 |
[119:104] |
产品名称 |
PNM |
40 |
[103:64] |
产品版本 |
PRV |
8 |
[63:56] |
产品序列号 |
PSN |
32 |
[55:24] |
保留 |
- |
4 |
[23:20] |
生产日期 |
MDT |
12 |
[19:8] |
CRC7校验合 |
CRC |
7 |
[7:1] |
未使用,始终为1 |
- |
1 |
[0:0] |
它的读取时序如下:
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);
}
4)读取CSD
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;
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();
}
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。