本文介绍了如何使用STM32微控制器通过SPI接口实现对SD卡的数据读取和写入操作，包括初始化、通信协议及应用案例。
### STM32在SPI模式下读写SD卡的知识点总结
#### 1. SD卡概述
- **定义**: 安全数码卡（Secure Digital Memory Card, 简称SD卡）是一种基于半导体快闪记忆器的新一代存储设备，广泛应用于便携式装置如数码相机、PDA和个人多媒体播放器等。
- **优点**:
- 高容量
- 快速数据传输率
- 极大的移动灵活性
- 很好的安全性
- **支持的操作模式**:
1. SD卡模式：提供4线高速数据传输。
2. SPI模式：通过SPI接口进行简单通信，速度较慢。
- **引脚功能**:
- CS: 片选信号。当CS为低电平时SD卡被选中。
- MOSI: 主机到SD的数据输入线。
- MISO: SD到主机的数据输出线。
- CLK: 时钟信号线。
#### 2. SPI模式下SD卡的硬件设计
- **硬件配置**:
- 使用STM32自带SPI接口。
- 最大通信速度可达18Mbps，即每秒传输超过2M字节数据。
- 需要4个IO口（CS、MOSI、MISO、CLK）进行扩展。
- 在SPI模式下，所有引脚均需配置约10~100K的上拉电阻。
- **供电电压**:
- SD卡仅支持3.3V IO电平。因此STM32的IO端口必须能接受该电平。
#### 3. SPI模式下的SD卡初始化流程
- **初始化步骤**:
1. 初始化硬件条件（包括SPI配置及IO口配置）。
2. 上电延时超过74个时钟周期。
3. 发送复位命令CMD0.
4. 激活SD卡，进行内部初始化并获取其类型(CMD1、CMD55、CMD41)。
5. 查询OCR以确认供电状态（CMD58）。
6. 设置CRC是否启用（CMD59）。
7. 设定读写块的大小（通常为512字节，命令：CMD16）。
8. 获取CSD寄存器内容来获取更多存储卡信息(CMD9)。
9. 发送完8个时钟周期后禁用片选。
#### 4. 读写SD卡的关键命令
- **重要命令及其描述**:
- CMD0: 复位SD卡
- CMD9: 获取CSD寄存器内容
- CMD10: 获取CID寄存器内容
- CMD16: 设置块大小（通常为512字节）
- CMD17: 读取一个数据块的数据。
- CMD24: 写入一个数据块的数据
- CMD55: 启动卡的初始化过程
- CMD59: 开启或关闭CRC校验
- **R1回应格式**:
R1回应包含状态字节，指示命令执行的结果。
#### 5. 读取SD卡数据的过程
- **步骤**:
1. 发送CMD17指令。
2. 接收卡响应R1.
3. 获取0xFE作为起始令牌。
4. 收到实际的数据内容
5. 若未开启CRC校验，则忽略接收的两个字节数据（用于存储CRC值）。
6. 在8个时钟周期后禁用片选。
通过SPI模式，STM32可以高效地读写SD卡。这种配置和控制方式适用于需要大量数据存储的应用场景，并且能够满足不同应用场景的需求。
5星
