51單片機實現(xiàn)對SD卡的讀寫
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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：
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(qū)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(tǒng)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(tǒng) | 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(jié)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(qū)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(qū)讀
扇區(qū)讀是對SD卡驅動的目的之一。SD卡的每一個扇區(qū)中有512個字節(jié)，一次扇區(qū)讀操作將把某一個扇區(qū)內的512個字節(jié)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(qū)讀的時序：
扇區(qū)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(jié)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(jié)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(qū)寫
扇區(qū)寫是SD卡驅動的另一目的。每次扇區(qū)寫操作將向SD卡的某個扇區(qū)中寫入512個字節(jié)。過程與扇區(qū)讀相似，只是數據的方向相反與寫入命令不同而已。
扇區(qū)寫的時序：
扇區(qū)寫的程序例程：
- //--------------------------------------------------------------------------------------------
- 寫512個字節(jié)到SD卡的某一個扇區(qū)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(jié)
- Write_Byte_MMC(0xFE);
- //現(xiàn)在可以寫入512個字節(jié)
- 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(jié)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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