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；還有我沒有見過的SDXC卡，容量好像在32G以上。同時還有手機上的TF卡，實際上也是SD卡 只不過做工不同而已，MMC卡。學習的時候走了很多彎路，SD卡的官方data sheet感覺上寫的相當坑爹，網上的學習資料還是給了很大的幫助，但是由於網上的版本很多，程式流程還是要參考官方相對應的SD卡初始化流程。這兩天閒下來，抓緊時間整理一下筆記。

首先說一下我自己使用的卡，它是SanDisk 4G SDHC Card，速度等級為4，算比較快的一種大容量SD卡。MCU選取了STC12C5A60S2，反饋資訊的顯示採用最常用的1602液晶屏，當然大部分網上的程式碼使用的是串列埠。SD卡有兩種傳輸模式，SD模式和SPI模式，SD模式需要4跟資料線，而我們一般都採用SPI模式，也就是常說的序列通訊模式，這種方式需要的通訊線比較少，一根資料輸入D_IN，一根資料輸出D_OUT，CS片選線，CLK時鐘，此外還有電源3.6V和GND地線，其他的引腳按照說明懸空或者接地即可。

其次，SD卡的初始化過程根據卡的不同有不同的方式，我們按照官方給出的流程來說。關於命令的具體引數和返回值的型別說明放在下一篇筆記中，這裡只記錄流程。

第一步，首先上電，將CS片選訊號拉低，在這個基礎上對CLK操作，給SD卡傳送至少74個時鐘週期，讓SD卡完成自身檢查和初始化，進入空閒狀態(IDLE)。之後，對SD卡傳送CMD0使其進入SPI模式。不論你是什麼卡，第一步的工作都是相同的，這個時候可以觀察一下SD卡從D_OUT線上的返回值，如果是0x01，說明CMD0操作是成功的，此時SD卡還處在IDLE狀態。

第二步，傳送CMD8這一步新的SD卡和老版本的SD卡是有區別的，CMD8是檢測SD卡版本的命令，如果SD卡對此命令不識別，那麼說明你的SD卡為老版本的，如果SD卡對CMD8做出了正確的返回值（前提你命令格式要對），則說明你的SD卡的硬體層版本是2.0的，支援大容量儲存，也就是SDHC卡。我所使用的卡就是SDHC卡，所以有6個位元組的返回值，這個在後面說明。另外要說的一點，我曾經直接跳過了CMD8的傳送，直接進行了下一步命令，SD卡返回了錯誤的資訊，沒有進入正確的讀寫準備狀態。所以這個命令還是按照官方的建議，傳送檢測。

第三步，CMD8有了返回值以後，則需要進一步讓卡從IDLE狀態進入讀寫就緒的狀態，也就是傳送ACMD41命令。這裡要注意的是，SD卡有兩種命令CMD和ACMD，如果直接傳送命令，SD卡會將命令預設為CMD，如果你想傳送ACMD，則要特殊的說明一下，CMD55就是這個功能，它可以提醒SD卡進行接著CMD55後的下一條命令為ACMD。第三步的操作即首先發送CMD55命令，接收到正常的返回值0X01後接著傳送ACMD41，完成卡從IDLE狀態到讀寫狀態的初始化程序。如果操作正常，SD卡退出IDLE狀態，最後的返回值為0X00，此外任何其他的返回值都是不正常的。

第四步，傳送CMD58，讀取OCR暫存器，OCR暫存器記錄了SD卡可識別的電壓範圍；SD卡是否支援大容量儲存，即SDHC；和SD卡上點狀態。傳送了CMD58命令後，SD卡的下一組返回值為R1返回值+OCR暫存器的內容。根據datasheet我們可以得到很多資訊，上面已經提到，具體的位置手冊上很明白。手冊上推薦傳送這個命令，主要功能是你可以知道你的V2.0SD卡是標準版本的，還是大容量的SD卡，大容量的SD卡讀寫操作時按照塊（512BYTE）進行的，所以讀寫地址的方法有所不同。判斷正常的方法，CMD58的返回值型別為R3 ，即R1型別+OCR暫存器內容，如果一切就緒，那麼OCR的最高四位為1100。從這個命令以後，初始化的工作就全部進入了，SD卡進入讀寫準備狀態，接下來就可以任意讀取目標地址，對其進行讀寫操作了。

讀寫資料的過程：
無論讀寫資料還是接收發送CMD，我們都會用到兩個最基本的函式，一個是read_byte()，即從SD卡的DATA_OUT引腳上讀取8bit(1byte)的資料；另一個是write_byte()，向SD卡的DATA_IN引腳寫一個位元組的資料。命令，資料和返回值都是由多位元組組合成的，所以在一個操作中會多次呼叫這兩個基本的函式。如SD_Read_Sector()這個函式的主要功能就是從指定的地址中讀取512位元組的資料，那我們在傳送了讀的命令後相應的要呼叫512次read_byte()函式。

讀寫函式的時序圖：向SD卡寫資料時，時鐘上升沿時資料有效；從SD卡讀資料時，時鐘在高電平時，MCU讀到的資料有效，根據這個寫兩個基本函式就沒有問題。

/****************************************************************************************
** 函式名稱: void write_byte()
** 功能描述: 對SD卡寫一個位元組的資料				
** 輸　  入: 要寫入的位元組									
** 輸 　 出: 無									
****************************************************************************************/
void write_byte( uchar _data)
{
	uchar i;
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		SD_CLK_CLR();
		SD_DAIN = (_data & 0x80);			//位操作必須有與運算以免不必要的錯誤
		if(is_init)							//是否進入高速模式，初始化時低速,is_init=1
			DelayMs(4);						//讀寫資料時高速,is_init=0;
		_data <<= 1;						//有的人為了提高速度，會把for迴圈拆開一句一句寫
		SD_CLK_SET();
		if(is_init)
			DelayMs(4);
	}

	SD_CLK_CLR();							//8bit資料傳輸完後拉低時鐘線
	SD_DAIN_SET();	
}

/****************************************************************************************
** 函式名稱: uchar read_byte()
** 功能描述: 從DATA_OUT線上讀取一位元組的資料					
** 輸　  入: 無									
** 輸 　 出: 讀出的一位元組資料									
****************************************************************************************/
uchar read_byte()
{
	uchar _data,i;
	
	SD_DAOUT_SET();							//讀取前先要拉高資料線
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		SD_CLK_CLR();
		if(is_init)	
			DelayMs(4);
		SD_CLK_SET();
		if(is_init)
			DelayMs(4);
		_data <<= 1;
		if(SD_DAOUT == 1)
		{
			_data = _data | 0x01;
		}		
	}
	SD_CLK_CLR();
	return _data;	
}