51单片机读写SD_MMC卡设计报告

本文件介绍了在51平台通过SPI方式读写SD/MMC卡,包括软硬件需求, SD/MMC硬件连接, SPI接口软件模拟,SD/MMC上电初始化,写单块,读单块,写多块,读多块,块擦除,上位串口通讯协议,PC上位软件操作说明等。

51单片机读写SD_MMC卡设计报告

杨文斌（qq:292942278） 2007-08-20

本文件介绍了在51平台通过SPI方式读写SD/MMC卡,包括软硬件需求, SD/MMC硬件连接, SPI接口软件模拟,SD/MMC上电初始化,写单块,读单块,写多块,读多块,块擦除,上位串口通讯协议,PC上位软件操作说明等。

一、 总则

本文件介绍了在51平台通过SPI方式读写SD/MMC卡，包括软硬件需求, SD/MMC硬件连接, SPI接口软件模拟，SD/MMC上电初始化，写单块，读单块，写多块，读多块，块擦除，上位串口通讯协议，PC上位软件操作说明等。

二、 软硬件需求

a) 单片机固件编译环境：Keil C51 uVision2 b) PC上位软件编译环境：Visual C++ 6.0 c) 硬件环境：1)W78E52B一片；

2)SD/MMC卡插座一个； 3)MAX232一片； 4)cross串口线一条；

三、 SD/MMC硬件连接

SD/MMC与51单片机引脚连接如下表1，供参考：

注意：SD/MMC引脚除VDD(PIN4)/VSS(PIN3/6)外，其它引脚连接上拉电阻（47k）至3.3v电源。

四、 SPI接口软件模拟

由于W78E52B没有集成硬件SPI接口，所以固件需要通过软件来模拟实现SPI接口； a) SPI接口基本原理：SPI采用HOST/SLAVE结构，HOST与SLAVE以字节为传输单位,支持

4种模式； SPI接口定义有4个引脚CS,SI,SO,SCK；SD SPI接口工作于模式0,各引脚功能分别描述如下：

1) CS为片选引脚，低电平为有效；

2) SI为Host输出Slave输入引脚，空闲为高电平，SCK上升有效,； 3) SO为Slave输出Host输入引脚，SCK下降有效；

4) SCK为同步时钟；

b) SPI HAL：包括4个函数，上层软件通过调用这4个函数，来实现与SD/MMC以SPI方式

进行数据交换。

1) SPI_SendByte(INT8U onebyte)――以SPI方式向SD/MMC发送一个字节 2) INT8U SPI_RecByte(void)――以SPI方式从SD/MMC接收一个字节 3) SPI_CS_Assert(void)――将CS引脚置为低电平有效 4) SPI_CS_Deassert(void)――将CS引脚置为高电平无效

c) 通过SPI HAL发送的RESET命令CMD0波形图，如下图1，以供参考：

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图1-RESET命令CMD0波形图 五、 SD/MMC上电初始化

当SD/MMC卡上电后，单片机需要对其进行上电初始化，上电初始化步骤顺序所列如下： 1) 置CS为低，至少延时74个CLK，延时波形图，如图2，以供参考：

图2-延时波形图

2) 发送RESET命令CMD0，其波形图参考图1：

3) 发送命令CMD1(SD卡使用命令ACMD41)激活SD/MMC卡, 固件需重复发送命令CMD1直到R1 idle state位为0。 4) 发送命令CMD58，读卡OCR寄存器。

5) 发送命令CMD9，读卡CSD寄存器,获得SD/MMC的基本参数：1)块最大的长度；2) 卡中块的个数；等

六、 写单块

1) 发送命令CMD24。

2) 接收R1响应。

3) 发送Data Tokens(Single Block Write: 0xfe)。 4) 发送一个block（一般为512个字节）。 5) 发送两个CRC16码。

6) 循环接收数据，等待写完成，直到写完成接收到0xff。 七、 读单块

1)发送命令CMD17。

2)接收R1响应。

3)等待Data Tokens(Single Block Read: 0xfe)。 4)接收一个block（一般为512个字节）。 5)接收两个字节CRC16码。 八、 写多块（Open ended）

1) 发送命令CMD25。

2) 接收R1b响应。 3) 发送Data Tokens(Single Block Write: 0xfe)。

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4) 发送一个block（一般为512个字节）。

5) 发送两个字节CRC16码。 6) 循环接收数据，等待写完成，直到写完成接收到0xff。 7) 重复步骤3，继续发送下一个数据包，直到所有数据包发送完成，至步骤8继续。 8) 发送命令CMD12,数据传输结束。 9) 接收R1b响应。

九、 读多块（Open ended） 1) 发送命令CMD17。

2) 接收R1响应。

3) 等待Data Tokens(Single Block Read: 0xfe)。 4) 接收一个block（一般为512个字节）。

5) 接收两个字节CRC16码。 6) 重复步骤3，继续接收下一个数据包，直到接收所有数据包完成后，至步骤7继续。 7) 发送命令CMD12,数据传输结束。 8) 接收R1b响应。

十、 多块擦除

SD/MMC最大支持一次删除一个Erase Group大小的连续块，SD/MMC的Erase Group大小不是固定的，其大小指定在SD/MMC卡的CSD寄存器内，在上电初始化阶段，HOST可以使用命令CMD9来读取SD/MMC卡的CSD寄存器；一般多块删除时，对于上层软件将要删除EraseBlockNum个块,在具体执行删除任务时，开始固件可以逐个Erase Group进行连续删除，最后不足一个Erase Group的连续块，也可以一起删除。总之，删除连续多块（Erase Group或不足一个Erase Group）时使用的是相同的步骤，如下：

1) 发送擦除起始块地址命令CMD32。

2) 接收R1响应。

3) 发送擦除终止块地址命令CMD33。

4) 接收R1响应。

5) 发送命令CMD38擦除所选的块。

6) 循环接收数据，等待删除完成，直到接收到0xff删除完成。

十一、 上位串口通讯协议

a) 上位串口通讯协议是超锐微电子定义的串口通讯协议， 用于51单片机读写SD/ MMC

卡平台与上位软件的通讯；该协议定义了两种设备： 1)主设备：上位软件；

2)从设备: 51单片机平台；

b) 主设备和从设备都支持上位串口通讯协议，并基于该协议来完成命令处理与数据交

换。上位串口通讯协议定义了两个执行阶段，分别是： 1) 命令阶段

2) 数据交换阶段；

c) 一次数据交换必须由主设备于命令阶段开始，主设备向从设备发送命令，从设备响

应命令，双方进入数据交换阶段； 数据交换阶段以主设备发送不同命令，执行不同数据传输动作；数据传输动作分为以下三种： 1) 主设备向从设备发送数据（如，写单/多块命令）；

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2) 主设备向从设备接收数据（如，读单/多块命令）；

3) 无数据传输（如，擦除命令）；

d) 上位串口通讯协议定义了一些命令，它们长度固定，为8个字节，其中第一个字节

为命令代码，其后字节为命令参数；命令功能，代码，参数汇总于下表2：

e) 主设备与从设备之间进行数据传输，命令不同处理不同，各命令的数据传输分别描

述：

1) 读单块命令――主设备发送读单块命令，命令从设备向SD/MMC卡读取一个数

据块，块号指定在命令参数1中，命令被从设备接收后，由从设备向SD/MMC

卡读取参数1指定的数据块；主设备通 …… 此处隐藏：4998字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……