TF卡 或者SD卡封裝，帶自談的

SD卡介紹

(相關資料圖)

對于SD卡的硬件結(jié)構(gòu)，在官方的文檔上有很詳細的介紹，如SD卡內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)、存儲單元組織方式等內(nèi)容。要實現(xiàn)對它的讀寫，最核心的是它的時序，筆者在經(jīng)過了實際的測試后，使用51單片機成功實現(xiàn)了對SD卡的扇區(qū)讀寫，并對其讀寫速度進行了評估。下面先來講解SD卡的讀寫時序。

覆寫保護開關

在SD卡的右面通常有一個開關，即是覆寫保護開關，當覆寫保護開關撥下時，SD卡將受到覆寫保護，資料只能閱讀。當覆寫保護開關在上面位置，便可以覆寫資料。由于這保護開關是選擇性的，有些品牌的SD卡沒有此保護掣。

驅(qū)動模式

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

傳輸模式

SD卡共支持三種傳輸模式：SPI模式（獨立序列輸入和序列輸出），1位SD模式（獨立指令和數(shù)據(jù)通道，獨有的傳輸格式）， 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：

雖然標準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腳是檢測卡是否插入，11腳是卡寫保護的檢測，再有其它引腳就是用于固定卡座的腳了，其實簡單應用這兩個腳都可以不要管的，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)動的輸出 PP：采用推拉驅(qū)動的輸入輸出

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進行數(shù)據(jù)通信。而SPI方式采用4線制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut進行數(shù)據(jù)通信。SD方式時的數(shù)據(jù)傳輸速度與SPI方式要快，采用單片機對SD卡進行讀寫時一般都采用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。這里只對其SPI方式進行介紹。

（2）SPI方式驅(qū)動SD卡的方法SD卡的SPI通信接口使其可以通過SPI通道進行數(shù)據(jù)讀寫。從應用的角度來看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機內(nèi)部自帶SPI控制器，不光給開發(fā)上帶來方便，同時也見降低了開發(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，要解決這一問題，就要用SD方式，因為它提供更大的總線數(shù)據(jù)帶寬。SPI接口的選用是在上電初始時向其寫入第一個命令時進行的。以下介紹SD卡的驅(qū)動方法，只實現(xiàn)簡單的扇區(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)，以實現(xiàn)各項操作。命令格式如下：

命令的傳輸過程采用發(fā)送應答機制，過程如下：

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

寫命令的例程： //-----------------------------------------------------------------------------------------------   向SD卡中寫入命令，并返回回應的第二個字節(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個時鐘信號    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    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，只有進行了正確的初始化，才能進行后面的各項操作。在初始化過程中，SPI的時鐘不能太快，否則會造初始化失敗。在初始化成功后，應盡量提高SPI的速率。在剛開始要先發(fā)送至少74個時鐘信號，這是必須的。在很多讀者的實驗中，很多是因為疏忽了這一點，而使初始化不成功。隨后就是寫入兩個命令CMD0與CMD1，使SD卡進入SPI模式            初始化時序圖：

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)動端口       Init_Flag=1; //將初始化標志置1

for (i=0;i<0x0f;i++)    {undefined       Write_Byte_SD(0xff); //發(fā)送至少74個時鐘信號    }      //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200次        return(INIT_CMD0_ERROR);//CMD0 Error!      }    }    while(temp!=1);  //回應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100次        return(INIT_CMD1_ERROR);//CMD1 Error!      }    }    while(temp!=0);//回應00h停止寫入       Init_Flag=0; //初始化完畢，初始化標志清零       SPI_CS=1;  //片選無效    return(0); //初始化成功 } 3） 讀取CID CID寄存器存儲了SD卡的標識碼。每一個卡都有唯一的標識碼。 CID寄存器長度為128位。它的寄存器結(jié)構(gòu)如下：

它的讀取時序如下：

與此時序相對應的程序如下： //------------------------------------------------------------------------------------     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 //----------------------------------------------------------------------------------------- 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 //  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載到一個結(jié)構(gòu)體中，這個結(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卡是一種極細小的快閃存儲器卡，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的原因是因為被SD協(xié)會（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)時最細小的記憶卡。它也能通過SD轉(zhuǎn)接卡來接駁于SD卡插槽中使用。現(xiàn)時MicroSD卡提供128MB、256MB、512MB、1G、2G、4G、8G、16G、32G、64G、128G的容量（MWC2014 世界移動通信大會期間，SanDisk（閃迪）打破了儲存卡最高64GB容量的傳統(tǒng)，正式發(fā)布了一款容量高達128GB的Micro SD XC 儲存卡。

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，靠近圓圈處的那個引腳沒有和TF相連。

所以做TF封裝和電路，9腳懸空