2. 程式人生 > >SD卡在SPI模式下的初始化和詳細的代碼分析

SD卡在SPI模式下的初始化和詳細的代碼分析

阿新 • • 發佈：2019-01-10
是否 若有 細節 成功 oid 實驗 繼續 asi 初始化

SD卡在spi下的初始化：
1、初始化與SD卡鏈接的硬件條件（mcu的spi配置， IO口配置）
2、上電延時（>74個CLK）
3、復位卡（CMD0），進入idle狀態
4、發送CMD8，檢查是否支持2.0協議（CMD8就是判斷是否是支持2.0協議）
技術分享圖片
5、根據不同協議檢查sd卡（命令包括：cmd55、cmd41、cmd58、cmd1等）
6、取消片選，多發8個CLK，結束初始化
詳細描述：
上電後，包括熱插入，卡進入 idle 狀態。在該狀態 SD 卡忽略所有總線操作直到接收到 ACMD41 命令。ACMD41 命令是一個特殊的同步命令，用來協商操作電壓範圍，並輪詢所有的卡。除了操作電壓信息，ACMD41 的響應還包括一個忙標誌，表明卡還在 power-up 過程工作，還沒有準備好識別操作，即告訴主機卡還沒有就緒。主機等待(繼續輪詢)直到忙標誌清除。單個卡的最大上電時間不能操作 1 秒。
上電後，主機開始時鐘並在 CMD 線上發送初始化序列，初始化序列由連續的邏輯“1”組成。序列長度為最大 1 毫秒，74 個時鐘或 supply-ramp-up 時間。額外的 10 個時鐘(64 個時鐘後卡已準備就緒)用來實現同步。每個總線控制器必須能執行 ACMD41 和 CMD1。CMD1 要求 MMC 卡發送操作條件。在任何情況下，ACMD41 或 CMD1 必須通過各自的 CMD 線分別發送給每個卡。

讀操作步驟：
1、發送cmd17
技術分享圖片
2、接收sd卡發過來的響應r1
3、接收數據起始令牌0XFE
4、接收數據
5、接收2個字節的crc，如果不使用crc，這兩個字節在讀取後可以丟掉
6、進制片選之後，多發8個clk

寫操作步驟：
1、發送cmd24
2、接收卡響應R1
3、發送寫數據起始令牌0xFE
4、發送數據
5、發送2字節的偽crc；隨便發什麽，不起作用的crc，只是為了匹配數據格式
6、禁止片選之後，多發8個CLK

硬件連接：
SD_OUT-----SPI2_MISO PB14
SD_CLK------SPI2_CLK PB13
SD_DIN------SPI2_MOSI PB15
SD_CS--------隨便

代碼細節分析：
1、第一個就是spi選擇的模式在SD裏頭應該怎麽設置
首先我們來看下已經實現過的代碼:
void SPI_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

if(SpeedSet==SPI_SPEED_HIGH)//高速
{
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
/ SPI2 enable /
SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);
}
else//低速
{
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
/* SPI2 enable */
SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);

}
}
接下來的問題是
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
為什麽是這個選項？
CPOL被置’1’，SCK引腳在空閑狀態保持高電平
CPHA(時鐘相位)位被置’1’，SCK時鐘的第二個邊沿，CPOL位為’1’時就是上升沿
技術分享圖片
SD 卡的Bus Timing如下：
技術分享圖片
看到時序圖就比較直觀的能看到CPOL和CPHA的取值。（具體怎麽看可查看“詳解spi中的極性CPOL和相位CPHA”）
2、SD卡發送命令的格式
/***

  • Function Name : SD_SendCommand
  • Description : 向SD卡發送一個命令
  • Input : u8 cmd 命令
  • u32 arg 命令參數
  • u8 crc crc校驗值
  • Output : None

  • Return : u8 r1 SD卡返回的響應
    **/
    u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg,u8 crc)
    {
    unsigned char r1;
    unsigned int Retry = 0;

    SD_CS_DISABLE();
    SPI_ReadWriteByte(0xff);//提高兼容性，如果沒有這裏，有些SD卡可能不支持
    SD_CS_ENABLE();//片選端置低，選中SD卡

    / 發送命令序列 /
    SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40); //0100 0000
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg >> 24));//參數[31..24]
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg >> 16));//參數[23..16]
    SPI_ReadWriteByte((u8)(arg >> 8));//參數[15..8]
    SPI_ReadWriteByte((u8)arg); //參數[7..0]
    SPI_ReadWriteByte(crc);

    //等待響應，或超時退出
    while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)
    {
    Retry++;
    if(Retry > 800)break; //根據實驗測得，最好重試次數多點
    }
    //關閉片選
    SD_CS_DISABLE();
    //在總線上額外增加8個時鐘，讓SD卡完成剩下的工作
    SPI_ReadWriteByte(0xFF);

    //返回狀態值
    return r1;
    }
    比如：SD_SendCommand(CMD0, 0,0x95); //發送CMD0，讓SD卡進入IDLE狀態技術分享圖片
    問一：那CMD0是什麽？
    答：頭文件裏有定義
    #define CMD0 0 //卡復位 (應答格式：R1)
    問二：為什麽（cmd | 0x40）？
    答：因為SD卡的指令由6個字節組成，字節1的最高2位固定為 01，低6位為命令號（比如cmd16，為二進制10000即0x10，完整的CMD16，第一個字節為01010000，即0x10+0x40）
    技術分享圖片
    問三：返回值為什麽是0xFF（while((r1==SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)）？
    首先我們得知道返回值得格式是什麽？
    技術分享圖片
    接下來就是為什麽要發送0xFF？
    答：這不是一個指令，而是用於維持MOSI的電平，SPI_ReadWriteByte(0xFF)啟動傳輸，這裏其實就是發送8個時鐘給從設備，而MOSI一直維持高電平，當然也可以維持低電平，寫0x00也可以，不過通常做法就是維持高電平。

這裏又出現新的問題，返回值和響應的區別是什麽？答案見下面
回到問題三，為什麽發送0xFF，同步收到的也是0xFF呢，這裏網上有人說是因為，沒有返回正確的值得時候，返回0xFF是報錯的一種返回。這裏不能準確判定，暫時這麽理解。

講完了怎麽發命令下面我們看下，怎麽去初始化sd卡
3、初始化SD卡
1）首先拉低cs pin
SD_CS_ENABLE();
2）
// 純延時，等待SD卡上電完成
for(i=0;i<0xf00;i++);

//先產生至少74個脈沖，讓SD卡自己初始化完成
for(i=0;i<10;i++)
{
SPI_ReadWriteByte(0xFF);//80clks
}
3）//-----------------SD卡復位到idle開始-----------------
//循環連續發送CMD0，直到SD卡返回0x01,進入IDLE狀態
//超時則直接退出
retry = 0;
do
{
r1 = SD_SendCommand(CMD0, 0,0x95);//發送CMD0，讓SD卡進入IDLE狀態
retry++;
}while((r1 != 0x01) && (retry<200));
//跳出循環後，檢查原因：初始化成功？or 重試超時？
if(retry==200) return 1; //超時返回1
註：這裏我們得知道一些命令和校驗碼
CMD0 : 0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95
CMD8 : 0x48,0x00,0x00,0x01,0xaa,0x87
CMD55:0x77,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff 其中：0x77=0x40+0x37
ACMD41：0x69,0x40,0x00,0x00,0x00,0xff
CMD58: 0x7a,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff

4）獲取卡片的SD版本信息
步驟1：如何獲取？
r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD8, 0x1aa,0x87);
然後判斷返回值
步驟2：如果卡片版本信息是v1.0版本的，即r1=0x05，則進行以下初始化
//設置卡類型為SDV1.0，如果後面檢測到為MMC卡，再修改為MMC
SD_Type = SD_TYPE_V1;
//如果是V1.0卡，CMD8指令後沒有後續數據
//片選置高，結束本次命令
SD_CS_DISABLE();
//多發8個CLK，讓SD結束後續操作
SPI_ReadWriteByte(0xFF);

步驟3：//-----------------SD卡、MMC卡初始化開始-----------------
//發卡初始化指令CMD55+ACMD41
// 如果有應答，說明是SD卡，且初始化完成
// 沒有回應，說明是MMC卡，額外進行相應初始化
do
{
//先發CMD55，應返回0x01；否則出錯
r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
if(r1 != 0x01)
return r1;
//得到正確響應後，發ACMD41，應得到返回值0x00，否則重試400次
r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0, 0);
retry++;
}while((r1!=0x00) && (retry<400));
// 判斷是超時還是得到正確回應
// 若有回應：是SD卡；沒有回應：是MMC卡

CMD55指令是用來切換到試用ACMD指令的
技術分享圖片
步驟4：這裏是初始化mmc，不是mmc卡就不用管該步驟
//----------MMC卡額外初始化操作開始------------
if(retry==400)
{
retry = 0;
//發送MMC卡初始化命令（沒有測試）
do
{
r1 = SD_SendCommand(CMD1, 0, 0);
retry++;
}while((r1!=0x00)&& (retry<400));
if(retry==400)return 1; //MMC卡初始化超時
//寫入卡類型
SD_Type = SD_TYPE_MMC;
}
//----------MMC卡額外初始化操作結束------------
//設置SPI為高速模式
SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH);
SPI_ReadWriteByte(0xFF);

 //禁止CRC校驗     
 r1 = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x95);
 if(r1 != 0x00)return r1;  //命令錯誤，返回r1         
 //設置Sector Size
 r1 = SD_SendCommand(CMD16, 512, 0x95);
 if(r1 != 0x00)return r1;//命令錯誤，返回r1         
 //-----------------SD卡、MMC卡初始化結束-----------------

步驟5： //下面是V2.0卡的初始化
//其中需要讀取OCR數據，判斷是SD2.0還是SD2.0HC卡
步驟1的 r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD8, 0x1aa,0x87);
如果得到的是0x01
else if(r1 == 0x01)
{
//V2.0的卡，CMD8命令後會傳回4字節的數據，要跳過再結束本命令
buff[0] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00
buff[1] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00
buff[2] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x01
buff[3] = SPI_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0xAA
SD_CS_DISABLE();
SPI_ReadWriteByte(0xFF);//the next 8 clocks
//判斷該卡是否支持2.7V-3.6V的電壓範圍
//if(buff[2]==0x01 && buff[3]==0xAA) //如不判斷，讓其支持的卡更多
// {
retry = 0;
//發卡初始化指令CMD55+ACMD41
do
{
r1 = SD_SendCommand(CMD55, 0, 0);
if(r1!=0x01)return r1;
r1 = SD_SendCommand(ACMD41, 0x40000000, 1);
if(retry>200)return r1; //超時則返回r1狀態
}while(r1!=0);
//初始化指令發送完成，接下來獲取OCR信息
//-----------鑒別SD2.0卡版本開始-----------
r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58, 0, 0);
if(r1!=0x00)return r1; //如果命令沒有返回正確應答，直接退出，返回應答
//讀OCR指令發出後，緊接著是4字節的OCR信息
buff[0] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[1] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[2] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
buff[3] = SPI_ReadWriteByte(0xFF);

   //OCR接收完成，片選置高
   SD_CS_DISABLE();
   SPI_ReadWriteByte(0xFF);

   //檢查接收到的OCR中的bit30位（CCS），確定其為SD2.0還是SDHC
   //如果CCS=1：SDHC   CCS=0：SD2.0
   if(buff[0]&0x40)SD_Type = SD_TYPE_V2HC;    //檢查CCS    
   else SD_Type = SD_TYPE_V2;

//-----------鑒別SD2.0卡版本結束-----------
//設置SPI為高速模式
SPI_SetSpeed(1);
// }
}
首先我們得知道CMD8返回的值是個什麽樣的值
技術分享圖片
問題一：為什麽發送CMD8，程序裏只接收8個字節呢？難道只返回了8個字節（32位麽）？
答：不是這樣的，這裏我們順便也可以回答，上面的一個問題，就是說返回和響應到底是什麽關系？其實返回就是響應中的一部分，因為返回就是響應的高8位的那幾位。
這裏我們看下R7
技術分享圖片
技術分享圖片
8+32+8=48
前面的8就是返回值，又是這張圖
技術分享圖片
後面+8的就是CRC和最後一個1的意思
分析32位： //should be 0x00 0000 0000
//should be 0x00 0000 0000
//should be 0x01 0000 0001
//should be 0xAA 1010 1010
高位開始排： 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1010 1010這樣就對上了

問題2： r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58, 0, 0);這條CMD58是保留命令，發這個58是什麽意思呢？
其實cmd58是讀取OCR的訊息 返回是R3格式
補充：cmd59 是設置crc校驗的使能與關閉 返回的是R1格式
OCR是寄存器，還有那些寄存器？
技術分享圖片

問題3： if(buff[0]&0x40)SD_Type = SD_TYPE_V2HC; //檢查CCS
else SD_Type = SD_TYPE_V2;
為什麽要與上0x40呢？
答： buff[0]是8位，0x40是0100 0000 指向的就是OCR的第30位，就是CCS
技術分享圖片
到此初始化完畢！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

SD卡在SPI模式下的初始化和詳細的代碼分析

相關推薦

SD卡SPI模式下FatFs與znFat檔案系統速度比較

前段時間在SD卡上移植了FatFs檔案系統，昨晚在QQ群中看到znFat，於是有了想測試一下兩個檔案系統的速度差異的想法。 znFat移植很簡單，就是在deviceio.c中寫入相應的函式即可，然後配置config.h中的巨集。今天在振南的協助下把速度配置到全速模式下。

SD卡在SPI模式下的初始化和詳細的代碼分析

是否 若有 細節 成功 oid 實驗 繼續 asi 初始化 SD卡在spi下的初始化：1、初始化與SD卡鏈接的硬件條件（mcu的spi配置， IO口配置）2、上電延時（>74個CLK）3、復位卡（CMD0），進入idle狀態4、發送CMD8，檢查是否支持2.0協議（C

SD卡 SPI模式讀寫要點

最近用FPGA實現了從SD卡讀資料的基本功能，一些要點： 1.sd卡上電後，先拉低CS，傳送至少74個clock，然後拉高CS，傳送至少74個clock。 2.傳送CMD0，SD卡迴應0x01 3.重複傳送CMD55+ACMD41，直到SD卡迴應0x00 4.傳送CMD17+

Angular：在應用初始化時運行代碼

return none 方法 audio then 分享圖片 ini AR 資料 想象一下，您的應用需要一些動態配置信息，這些信息在應用啟動之前需要動態獲取，並在應用運行中使用。 顯然不能直接寫道靜態配置文件中，但是從客戶端發出的請求又是一個異步請求，如何協調這個問題呢？

ORA-03113: 通訊通道的檔案結束 ORA-24324: 未初始化服務控制代碼 ORA-01041: 內部錯誤, hostdef 副檔名不存在

環境：win7+oracle11g情景：登入OEM失敗：檢查過oracle服務都是開啟狀態，回到命令列，嘗試重新啟動oracle，如下圖：又嘗試重新配置網路，測試不成功：報錯：.ORA-01034: ORACLE not availableORA-27101: sharedm

【Spring MVC】DispatcherServlet詳解（容器初始化超詳細過程原始碼分析）

DispatcherServlet類相關的結構圖DispatcherServlet的初始化程式DispatcherServlet初始化了什麼，可以在其initStrategies()方法中知曉，這個方法如下： protected void initStrategies(App

SpringMVC初始化階段流程源碼分析

ext and 啟動 rtti nal apm isa 分析 img 1、都知道SpringMVC項目啟動的時候都會初始化一個類：DispatcherServlet,看這個類的源碼我們可以發現他其實就是一個servlet， 為什麽這麽說呢？請看： DispatcherS

Windows環境下最新OpenCV和Contribute代碼的聯合編譯【20190505更新紅字】

space 普通 都是 命名空間 不同 family 推薦 一般來說 程序 解決這個問題，目的在於獲得並使用最新的完全版本的代碼，主要方法是對CMake能夠熟練使用，並且對編譯等基礎支持有所了解。因為這篇博客經過多次修改，所以裏面的內容和配圖可能有不是完全比對的地方，但是只

LPC1768 SPI模式下SD卡FatFs檔案系統移植

最近在LPC1768 SPI模式下移植SD卡FatFs（版本R0.09a）檔案系統成功，總結一下移植過程。 一、      底層驅動 使用的SSP0的SPI模式驅動，SSP時鐘開始使用的25M。SD卡驅動測試完成，可讀寫擦除測試沒有問題之後開始檔案系統移植。 要用到的底層驅

記錄下mysql5.7免安裝版初始化和修改密碼

1.從mysql官網上下載mysql-5.7.23 版本的免安裝版本。 2.解壓縮到自己想要的安裝目錄，之前安裝 安裝版本的 ，因為有中文路徑導致安裝失敗，弄了很長時間，這次 吸取教訓，安裝目錄沒有中文目錄。 3.mysql5.7綠色版本以上的 沒有my-default.ini，所以

Arduino SD庫不能正常初始化SD卡的解決方法

用SD卡模組，長相和UNO一樣的那種直接插上 如圖 呼叫SD庫的官方例子不能初始化。 解決辦法 1.就是將IDE更新到最新的，現在我用的是cc的1.6.10不能正常，更新到1.6.12就可以了，大家說1.6.10有很多問題 2.在setup函式里加上pinMode(10,O

基於STC12C5A60S2的SDHC卡的初始化和讀寫過程

最近學習一了下SD卡的驅動，網上程式的版本很多，使用的MCU和SD卡的型號千奇百怪，學起來反而沒有方向，感覺上亂七八糟的，直到現在才知到我們平常說的SD卡實際上有很多中類別。0到2G的SD卡，最普通的卡；2G到32G的SDHC卡，也就是現在最常用的大容量SD卡；還有我沒有見

easyui初始化和下拉框

easyUi初始化$("#tt2").datagrid({ url: _ctx + '/energyefficiency/queryAllEnergyEfficiency.do', pagination: true, rownu

uploadify在chrome下初始化失敗，在Firefox下卻可以原因探析

報錯 logs .com log 其他 原因 初始化 -1 參考 如果沒有報錯，在其他瀏覽器下沒問題，那就只有一種可能：瀏覽器flash加載失敗，解決辦法是，更改瀏覽器對站點flash的設置。參考下圖： uploadify在chrome下初始化失敗，在Firefox下卻

MySQL5.7綠色版（免裝版）的初始化和修改密碼

啟動服務 技術分享 clas move src secure mage quit 初始 1.下載MySQL5.7.18綠色版 1.1下載鏈接 以下是MySQL5.7.18綠色版的鏈接（來源oracle官網），打開鏈接直接下載 https://dev.mysql.co

Java基礎：初始化和清理

class mil key java基礎 一個 add one his span 轉載請註明出處：jiq?欽‘s technical Blog （1） 初始化：所以假設繼承關系為:A導出B再導出C,在創建C對象的情況下的調用順序是： * (1) A的靜態域，B的靜態域

Spring Boot實戰筆記（三）-- Spring常用配置（Bean的初始化和銷毀、Profile）

div nbsp troy string 實例化 public ive work 初始 一、Bean的初始化和銷毀 　　在我們的實際開發的時候，經常會遇到Bean在使用之前或之後做些必要的操作，Spring對Bean的生命周期操作提供了支持。在使用Java配置和註解配置下提

C語言結構體數組內帶字符數組初始化和賦值

指定 char 字符數 全局 種類 def 變量 指針 變量定義 1.首先定義結構體數組： typedef struct BleAndTspRmtCmd{ char terminal[3]; char note[3]; char rmtCmd[10]; char cmdP

Linux 網卡操作與安全初始化

相關 p2s 改變 hostname 獲取 gate image info 界面 一、Linux網絡相關概念和修改IP地址的方法 1.1 網卡命名方式 CENTOS6的網卡命名方式： 　　它會根據情況有所改變而非唯一且固定，在CENTOS6之前，網絡接口使用連續號碼命

@PostConstruct 和 @PreDestroy 指定初始化和銷毀方法

fig 關閉 pri class text 調用 銷毀對象 int post 通過實現 @PostConstruct 和 @PreDestroy 註解,也可以指定 bean 的初始化和銷毀方法 一、Student 類 public class Student{