TF卡 或者SD卡封裝，帶自談的

SD卡介紹

(相關(guān)資料圖)

對(duì)于SD卡的硬件結(jié)構(gòu)，在官方的文檔上有很詳細(xì)的介紹，如SD卡內(nèi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)單元組織方式等內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)對(duì)它的讀寫，最核心的是它的時(shí)序，筆者在經(jīng)過(guò)了實(shí)際的測(cè)試后，使用51單片機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)SD卡的扇區(qū)讀寫，并對(duì)其讀寫速度進(jìn)行了評(píng)估。下面先來(lái)講解SD卡的讀寫時(shí)序。

覆寫保護(hù)開關(guān)

在SD卡的右面通常有一個(gè)開關(guān)，即是覆寫保護(hù)開關(guān)，當(dāng)覆寫保護(hù)開關(guān)撥下時(shí)，SD卡將受到覆寫保護(hù)，資料只能閱讀。當(dāng)覆寫保護(hù)開關(guān)在上面位置，便可以覆寫資料。由于這保護(hù)開關(guān)是選擇性的，有些品牌的SD卡沒有此保護(hù)掣。

驅(qū)動(dòng)模式

SD卡有兩種驅(qū)動(dòng)模式：SPI模式與SDIO模式。它們所使用的接口信號(hào)是不同的。在SPI模式下，只會(huì)用到SD卡的4根信號(hào)線，即CS、DI、SCLK與DO（分別是SD卡的片選、數(shù)據(jù)輸入、時(shí)鐘與數(shù)據(jù)輸出）。

傳輸模式

SD卡共支持三種傳輸模式：SPI模式（獨(dú)立序列輸入和序列輸出），1位SD模式（獨(dú)立指令和數(shù)據(jù)通道，獨(dú)有的傳輸格式）， 4位SD模式（使用額外的針腳以及某些重新設(shè)置的針腳。支持四位寬的并行傳輸）。

（1） SD卡的引腳定義：及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

SD卡引腳功能詳述：

雖然標(biāo)準(zhǔn)SD卡是九腳，但原理圖是SD卡座不是SD卡?。?，所以原理圖中一般都是11腳或更多。

一般10腳是檢測(cè)卡是否插入，11腳是卡寫保護(hù)的檢測(cè)，再有其它引腳就是用于固定卡座的腳了，其實(shí)簡(jiǎn)單應(yīng)用這兩個(gè)腳都可以不要管的，這就是為什么SD卡原理圖中的引腳版本不同引腳數(shù)目也不同了。

SDIO連接模式

SPI連接模式

注：S：電源供給  I：輸入 O：采用推拉驅(qū)動(dòng)的輸出 PP：采用推拉驅(qū)動(dòng)的輸入輸出

SD卡支持兩種總線方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式采用6線制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。而SPI方式采用4線制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。SD方式時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速度與SPI方式要快，采用單片機(jī)對(duì)SD卡進(jìn)行讀寫時(shí)一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。這里只對(duì)其SPI方式進(jìn)行介紹。

（2）SPI方式驅(qū)動(dòng)SD卡的方法SD卡的SPI通信接口使其可以通過(guò)SPI通道進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。從應(yīng)用的角度來(lái)看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機(jī)內(nèi)部自帶SPI控制器，不光給開發(fā)上帶來(lái)方便，同時(shí)也見降低了開發(fā)成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能優(yōu)勢(shì)，要解決這一問(wèn)題，就要用SD方式，因?yàn)樗峁└蟮目偩€數(shù)據(jù)帶寬。SPI接口的選用是在上電初始時(shí)向其寫入第一個(gè)命令時(shí)進(jìn)行的。以下介紹SD卡的驅(qū)動(dòng)方法，只實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的扇區(qū)讀寫。 1） 命令與數(shù)據(jù)傳輸 1. 命令傳輸 SD卡自身有完備的命令系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)操作。命令格式如下：

命令的傳輸過(guò)程采用發(fā)送應(yīng)答機(jī)制，過(guò)程如下：

每一個(gè)命令都有自己命令應(yīng)答格式。在SPI模式中定義了三種應(yīng)答格式，如下表所示：

寫命令的例程： //-----------------------------------------------------------------------------------------------   向SD卡中寫入命令，并返回回應(yīng)的第二個(gè)字節(jié) //----------------------------------------------------------------------------------------------- unsigned char Write_Command_SD(unsigned char *CMD) {undefined    unsigned char tmp;    unsigned char retry=0;    unsigned char i;

//禁止SD卡片選    SPI_CS=1;    //發(fā)送8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)    Write_Byte_SD(0xFF);    //使能SD卡片選    SPI_CS=0;

//向SD卡發(fā)送6字節(jié)命令    for (i=0;i<0x06;i++)    {undefined       Write_Byte_SD(*CMD++);    }       //獲得16位的回應(yīng)    Read_Byte_SD(); //read the first byte,ignore it.    do    {  //讀取后8位       tmp = Read_Byte_SD();       retry++;    }    while((tmp==0xff)&&(retry<100));    return(tmp); }

2） 初始化 SD卡的初始化是非常重要的，只有進(jìn)行了正確的初始化，才能進(jìn)行后面的各項(xiàng)操作。在初始化過(guò)程中，SPI的時(shí)鐘不能太快，否則會(huì)造初始化失敗。在初始化成功后，應(yīng)盡量提高SPI的速率。在剛開始要先發(fā)送至少74個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，這是必須的。在很多讀者的實(shí)驗(yàn)中，很多是因?yàn)槭韬隽诉@一點(diǎn)，而使初始化不成功。隨后就是寫入兩個(gè)命令CMD0與CMD1，使SD卡進(jìn)入SPI模式            初始化時(shí)序圖：

初始化例程： //--------------------------------------------------------------------------     初始化SD卡到SPI模式 //-------------------------------------------------------------------------- unsigned char SD_Init() {     unsigned char retry,temp;    unsigned char i;    unsigned char CMD[] = {0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x95}; SD_Port_Init(); //初始化驅(qū)動(dòng)端口       Init_Flag=1; //將初始化標(biāo)志置1

for (i=0;i<0x0f;i++)    {undefined       Write_Byte_SD(0xff); //發(fā)送至少74個(gè)時(shí)鐘信號(hào)    }      //向SD卡發(fā)送CMD0    retry=0;    do    { //為了能夠成功寫入CMD0,在這里寫200次      temp=Write_Command_SD(CMD);      retry++;      if(retry==200)      { //超過(guò)200次        return(INIT_CMD0_ERROR);//CMD0 Error!      }    }    while(temp!=1);  //回應(yīng)01h，停止寫入       //發(fā)送CMD1到SD卡    CMD[0] = 0x41; //CMD1    CMD[5] = 0xFF;    retry=0;    do    { //為了能成功寫入CMD1,寫100次      temp=Write_Command_SD(CMD);      retry++;      if(retry==100)      { //超過(guò)100次        return(INIT_CMD1_ERROR);//CMD1 Error!      }    }    while(temp!=0);//回應(yīng)00h停止寫入       Init_Flag=0; //初始化完畢，初始化標(biāo)志清零       SPI_CS=1;  //片選無(wú)效    return(0); //初始化成功 } 3） 讀取CID CID寄存器存儲(chǔ)了SD卡的標(biāo)識(shí)碼。每一個(gè)卡都有唯一的標(biāo)識(shí)碼。 CID寄存器長(zhǎng)度為128位。它的寄存器結(jié)構(gòu)如下：

它的讀取時(shí)序如下：

與此時(shí)序相對(duì)應(yīng)的程序如下： //------------------------------------------------------------------------------------     讀取SD卡的CID寄存器   16字節(jié)   成功返回0 //------------------------------------------------------------------------------------- unsigned char Read_CID_SD(unsigned char *Buffer) {undefined    //讀取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）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(jié)構(gòu)如下：

讀取CSD 的時(shí)序：

相應(yīng)的程序例程如下： //-----------------------------------------------------------------------------------------     讀SD卡的CSD寄存器   共16字節(jié)    返回0說(shuō)明讀取成功 //----------------------------------------------------------------------------------------- unsigned char Read_CSD_SD(unsigned char *Buffer) {     //讀取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）

讀取SD卡信息 綜合上面對(duì)CID與CSD寄存器的讀取，可以知道很多關(guān)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 //  sector count and multiplier MB are in u08 == C_SIZE / (2^(9-C_SIZE_MULT)) //  SD卡的名稱 //----------------------------------------------------------------------------------------------- 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; /讀取CSD寄存器     Read_CSD_SD(sectorBuffer.dat); //獲取總扇區(qū)數(shù)  vinf->sector_count = sectorBuffer.dat[6] & 0x03;  vinf->sector_count <<= vinf-="">sector_count += sectorBuffer.dat[7];  vinf->sector_count <<= vinf-="">sector_count += (sectorBuffer.dat[8] & 0xc0) >> 6;  // 獲取multiplier  vinf->sector_multiply = sectorBuffer.dat[9] & 0x03;  vinf->sector_multiply <<= 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);  // 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?qū)⑿畔⒀b載到一個(gè)結(jié)構(gòu)體中，這個(gè)結(jié)構(gòu)體的定義如下： 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;

TF卡介紹

Micro SD Card，原名Trans-flashCard（TF卡），2004年正式更名為MicroSD Card，由SanDisk（閃迪）公司發(fā)明。MicroSD卡是一種極細(xì)小的快閃存儲(chǔ)器卡，其格式源自SanDisk創(chuàng)造，原本這種記憶卡稱為T-Flash，及后改稱為TransFlash；而重新命名為MicroSD的原因是因?yàn)楸籗D協(xié)會(huì)（SDA） 采立。

它的體積為15mm x 11mm x1mm，差不多相等于手指甲的大小，是現(xiàn)時(shí)最細(xì)小的記憶卡。它也能通過(guò)SD轉(zhuǎn)接卡來(lái)接駁于SD卡插槽中使用?，F(xiàn)時(shí)MicroSD卡提供128MB、256MB、512MB、1G、2G、4G、8G、16G、32G、64G、128G的容量（MWC2014 世界移動(dòng)通信大會(huì)期間，SanDisk（閃迪）打破了儲(chǔ)存卡最高64GB容量的傳統(tǒng)，正式發(fā)布了一款容量高達(dá)128GB的Micro SD XC 儲(chǔ)存卡。

MicroSD的體積更小且可以轉(zhuǎn)換SD卡使用，TF卡的電路和引腳和SD卡是一樣的。

TF卡的PCB封裝

從下圖可以看出，靠近圓圈處的那個(gè)引腳沒有和TF相連。

所以做TF封裝和電路，9腳懸空