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我们先一起了解下sd卡的知识。

SD可分为3类：SD、SDHC、SDXC。
SD是早先的版本的，据说是由MMC演变而来的。最大支持2GB大小容量
SDHC是大容量SD卡，也就是SD High Capacity，支持最大32GB大小容量SDHC，Secure Digital High Capacity，大容量SD，也就是说，超过2G的SD都叫SDHC，因为早期的SD使用的是FAT16文件系统，并不支持大容量，而SDHC升级为FAT32，才支持2G以上的大容量。
SDXC(SD eXtended Capacity)支持最大2TB的大小容量。SDXC是SD eXtended Capacity的缩写，是新提出的标准，除了容量可以升级为最大2T以外，主要是可以支持300M/s的传输速度，也就是说是“高速SD”卡。不过支持SDXC卡的数码相机并不多，主要都是今年推出的新品，而SDXC又是不可向下兼容的，不支持普通的SD和SDHC卡槽和读卡器。对于大部分数码相机和单反来说，高速SDHC存储卡的速度已经足以实现高速连拍和高清视频拍摄。

1：SD卡上所有的单元由内部时钟发生器( Internal Clock )提供时钟。接口驱动单元
( Internal driver)同步外部时钟的DAT和CMD信号到内部所用的时钟。
2：本卡由6线SD卡接口控制，包括：CMD,CLK,DAT0-DAT3。
3：SD卡垛叠中为了标识SD卡，一个卡标识寄存器(CID)和一个相应地址寄存器（RCA）
预先准备好。
4：一个附加的寄存器包括不同类型操作参数。这个寄存器叫做CSD。
5：如果接到复位命令（CMD0）时，CS信号有效（低电平），SPI模式启用。命令CMD0
就是0，CMD16就是16，其它以此类推
6：使用SD卡线访问存储器还是寄存器的通信由SD卡标准定义。
7：卡有自己的电源开通检测单元， 无需附加的主复位信号来在电源开启后安装卡。 它
防短路，在带电插入或移出卡时，无需外部编程电压， 编程电压卡内生成。
SD卡的内存组织形式：
数据读写的基本单元是一个字节，可以按要求组织成不同的块。
Block:块大小可以固定，也可以改变，允许的块大小是实际大小等信息存储在CSD 寄存
器。
Sector:和擦除命令相关，由几个块组成。Sector 的大小对每个设备是固定的，大小信
息存储在CSD 寄存器。
SD卡共支持三种传输模式：
1）SPI模式（独立序列输入和序列输出）
2）1位SD模式 （独立指令和数据通道，独有的传输格式）
3）4位SD模式 （使用额外的针脚以及某些重新设置的针脚。支持四位宽的并行传输）
本实验我们采用的是SPI模式，我们主要对这个模式进行分析。
SD 卡可以通过单数据线（DAT0）或四根数据线（DAT0-DAT3）进行数据传输。单根数据线传输最大传输速率为25 Mbit/s，四根数据线最大传输速率为100 Mbit/s。
SPI模式相对于SD模式的不足之处是丧失了速度性能。SPI模式使用字节传输，所有的数据被融合到一些字节中。SPI模式的优点就是简化主机的设计。
SD卡SPI模式针脚定义如下：
如
SD卡默认为SD模式，要进入SPI模式时，要遵守如下操作：当SD卡接收RESTE命令（CMD0）时，拉低CS即可。命令CMD0就是0，CMD16就是16
SD卡SP
I模式的读写操作
“启动时间”被定义为从0V上升到Vdd_min的时间。在上电后，主机启动SCK及在CMD线上发送74个高电平的信号，接着发送CMD0进入SPI模式，然后发送CMD8激活初始化进程。
上电后，包括热插入，卡进入idle状态。在该状态SD卡忽略所有总线操作直到接收到ACMD41命令。ACMD41命令是一个特殊的同步命令，用来协商操作电压范围，并轮询所有的卡。除了操作电压信息，ACMD41的响应还包括一个忙标志，表明卡还在power-up过程工作，还没有准备好识别操作，即告诉主机卡还没有就绪。主机等待(继续轮询)直到忙标志清除。单个卡的最大上电时间不能操作1秒。
上电后，主机开始时钟并在CMD线上发送初始化序列，初始化序列由连续的逻辑“1”组成。序列长度为最大1毫秒，74个时钟或supply-ramp-up时间。额外的10个时钟(64个时钟后卡已准备就绪)用来实现同步。
每个总线控制器必须能执行ACMD41和CMD1。
“启动时间”被定义为从0V上升到Vdd_min的时间。在上电后，主机启动SCK及在CMD线上发送74个高电平的信号，接着发送CMD0进入SPI模式，然后发送CMD8激活初始化进程。
上电后，包括热插入，卡进入idle状态。在该状态SD卡忽略所有总线操作直到接收到ACMD41命令。ACMD41命令是一个特殊的同步命令，用来协商操作电压范围，并轮询所有的卡。除了操作电压信息，ACMD41的响应还包括一个忙标志，表明卡还在power-up过程工作，还没有准备好识别操作，即告诉主机卡还没有就绪。主机等待(继续轮询)直到忙标志清除。单个卡的最大上电时间不能操作1秒。
上电后，主机开始时钟并在CMD线上发送初始化序列，初始化序列由连续的逻辑“1”组成。序列长度为最大1毫秒，74个时钟或supply-ramp-up时间。额外的10个时钟(64个时钟后卡已准备就绪)用来实现同步。
每个总线控制器必须能执行ACMD41和CMD1。
SD卡支持两种接口访问模式，SDIO模式和SPI模式。我们采用SPI模式，首先程序运行后，初始化实验需要使用的到串口，然后初始化访问SD卡要使用的SPI接口，按照协议要求初始化SD卡，读取SD的信息包括规范标准的版本、卡的容量、卡生产日期等信息，最后串口打印SD的的起始扇区（MBR）数据。
主要步骤是初始化SD卡和从SD卡读取数据，我们分别看一下这两个操作的流程，初始话SD卡基本步骤：
1：初始化与SD卡连接的GPIO管脚，及SPI配置；
2：上电延时（>74个时钟）；
3：发送软件重置命令CMD0，进入Idle状态；
4：发送CMD8，检测是否支持2.0协议
5：根据不同类型的SD卡，进行不同的设置
6：取消片选，发送8个时钟，结束初始化
通过SD卡的初始化，我们就可以对SD进行读写操作了。SD卡读数据的典型过程如下：
1：发送CMD17命令；
2：接收SD卡响应R1；
3：接收数据起始令牌0xFE；
4：接收数据；
5：接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉；
6：取消片选，发送8个时钟。
SD卡典型的写操作流程如下：
1：发送CMD24命令；
2：接收SD卡响应R1；
3：发送写数据起始令牌0xFE；
4：发送数据；
5：发送2个字节的伪CRC
6：取消片选，发送8个时钟。
部分代码如下。