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SDHC之初始化CMD命令详解（SPI模式）

(2012-07-14 11:00:19)

SD卡驱动初始化看了好久，还是糊里糊涂，一直不知道这个CMD8到底怎么回事，参数，返回怎么弄的。

以下截图均来字SD V2.00协议物理层

SD卡版本:SD V1.X（即SD标准卡）最大容量2GB

SD V2.0 2.0版本的标准卡，最多2GB

SD V2.0HC 2.0高容量卡，最多32GB

CMD8是在SD V2.0才出有的，以前V1.1的SD卡不支持，所以可以用来在初始化时识别SD卡版本





从这可以看出，复位CMD0进入IDLE后，SD卡只响应CMD8，ACMD41（当然是先发送CMD55也支持），CMD58，CMD59，这也是我们在程序初始化常看到的CMD，其它CMD在IDLE下无效。





由此图可见，与SDIO操作模式不同，SPI模式，开始要先用低速初始化，初始化结束后用高速（最大见卡上标号，不能超过速度等级）

u8 SD_Init(void)

{

。。。

SPIx_SetSpeed(SPI_SPEED_256);//设置到低速模式

。。。

SPIx_SetSpeed(SPI_SPEED_4); //设置SPI为高速模式

。。。

}

CMD命令哪里需要CRC校验，为甚有的地方校验就0X00就行了，下图可解释





该图的大概翻译意思是：SPI模式默认是关闭CRC的。

发送复位命令CMD0时是出于SDIO模式的，所以CMD0需要校验码0X95

进入SPI模式后，CRC是否忽略取决于是否发出了CMD59

在发送ACMD41之前（不包括CMD55）要校验

CMD8必须要CRC校验

现在你该知道为什么在程序中初始化时，有的比如CMD0 crc=0X95;有的就不需要校验比如CMD58的CRC=0x0

下图是初始化流程





CMD8:以下3个图为CMD8识别卡类型









CMD8的响应为R7





图中Echo Back表示你对应为发的是什么，我就返回什么，下面程序中解释

...

r1=SD_SendCommand(8, 0x1aa, 0x87);//0x1aa就是CMD8参数，对照表可知:其中1就是VHS，aa就是Pattern

//响应一个5个字节 包括5个部分这就是这就是参数中中fa中xx R1-Ver-Reserved-VCA-Pattern

if(r1=0x01)//CMD8返回第一字节是R1，R1判断是否为V2.0

{

buff[0] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00对应Ver=0

buff[1] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x00对应Reserved=0

buff[2] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0x01对应VCA在正确响应时就是Echo Back(就是 返回参数中的VHS)

buff[3] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF); //should be 0xAA对应Pattern返回参数中的Pattern

。。。

}

CMD55+ACMD41:

CMD55:表示下一条是应用指令即ACMD

ACMD41：发送卡容量支持信息，并且激活初始化









CMD55返回R1=0x01;ACMD41初始化未完成时返回R1=0x01;此处在正常返回且初始化没有完成时（R1的bit0为IDLE位处于）始终R1=0x01，循环这么操作直到ACMD41的响应R1=0x00，初始化完成。下面就可以开始读写SD卡了，支持所有指令（记得初始化状态时只有哪几个有效）

CMD58:













在bit31=1时（完成power up），CCS才有效，CCS=1,支持大容量V2.0 SDHC，否则V2.0标准SD

...

r1 = SD_SendCommand_NoDeassert(CMD58, 0, 0);

if(r1!=0x00)//发送CMD58时已经脱离初始化，进入正常工作了，R1的bit0已经不是IDLE了，bit0=0

{

SD_CS=1;//释放SD片选信号

return r1; //如果命令没有返回正确应答，直接退出，返回应答

}//读OCR指令发出后，紧接着是4字节的OCR信息

buff[0] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);

buff[1] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);

buff[2] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);

buff[3] = SPIx_ReadWriteByte(0xFF);

//OCR接收完成，片选置高

SD_CS=1;

SPIx_ReadWriteByte(0xFF);

//检查接收到的OCR中的bit30位（CCS），确定其为SD2.0还是SDHC

//如果CCS=1：SDHC CCS=0：SD2.0

if(buff[0]&0x40)SD_Type = SD_TYPE_V2HC; //检查CCS

else SD_Type = SD_TYPE_V2;

//-----------鉴别SD2.0卡版本结束-----------

完整SD卡初始化函数如下：测试对象SDHC 4G 测试通过

//初始化SD卡

//返回值:0,正常.

//其他,不正常.

u8 SD_Initialize(void)

{

u8 r1; // 存放SD卡的返回值

u16 retry; // 用来进行超时计数

u8 buf[4];

u16 i;

SD_SPI_Init(); //初始化IO

SD_SPI_SpeedLow(); //设置到低速模式

for(i=0;i<10;i++)SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF);//发送最少74个脉冲

retry=20;

do

{

r1=SD_SendCmd(CMD0,0,0x95);//进入IDLE状态

}while((r1!=0X01) && retry--);

SD_Type=0;//默认无卡

if(r1==0X01) //bitIDLE=1

{

if(SD_SendCmd(CMD8,0x1AA,0x87)==1)//SD V2.0

{

for(i=0;i<4;i++)

buf[i]=SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF);

if(buf[2]==0X01&&buf[3]==0XAA)//卡是否支持2.7~3.6V

{

retry=0XFFFE;

do

{

SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //发送CMD55

r1=SD_SendCmd(CMD41,0x40000000,0X01);//发送CMD41

}while(r1&&retry--);

if(retry&&SD_SendCmd(CMD58,0,0X01)==0)//鉴别SD2.0卡版本开始

{

for(i=0;i<4;i++)buf[i]=SD_SPI_ReadWriteByte(0XFF);

if(buf[0]&0x40)SD_Type=SD_TYPE_V2HC; //检查CCS

else SD_Type=SD_TYPE_V2;

}

}

}else//SD V1.x/ MMC V3 r1=0x05

{

SD_SendCmd(CMD55,0,0X01); //发送CMD55

r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01); //发送CMD41

if(r1<=1)

{

SD_Type=SD_TYPE_V1;

retry=0XFFFE;

do //等待退出IDLE模式

{

SD_SendCmd(CMD55,0,0X01);//发送CMD55

r1=SD_SendCmd(CMD41,0,0X01);//发送CMD41

}while(r1&&retry--);

}else

{

SD_Type=SD_TYPE_MMC;//MMC V3

retry=0XFFFE;

do //等待退出IDLE模式

{

r1=SD_SendCmd(CMD1,0,0X01);//发送CMD1

}while(r1&&retry--);

}

if(retry==0||SD_SendCmd(CMD16,512,0X01)!=0)

SD_Type=SD_TYPE_ERR;//错误的卡

}

}

SD_DisSelect();//取消片选

SD_SPI_SpeedHigh();//高速

if(SD_Type)return 0;

else if(r1)return r1;

return 0xaa;//其他错误

}

SD卡容量计算函数：测试对象 金士顿SDHC 4G 可以检测到3724MB

//获取SD卡的总扇区数（扇区数）

//返回值:0： 取容量出错

//其他:SD卡的容量(扇区数/512字节)

//每扇区的字节数必为512，因为如果不是512，则初始化不能通过.

u32 SD_GetSectorCount(void)

{

u8 csd[16];

u32 Capacity;

u8 n;

u16 csize;

//取CSD信息，如果期间出错，返回0

if(SD_GetCSD(csd)!=0) return 0;

//如果为SDHC卡，按照下面方式计算

if((csd[0]&0xC0)==0x40) //V2.00的卡

{

csize = csd[9] + ((u16)csd[8] << 8) + 1;

Capacity = (u32)csize << 10;//得到扇区数

}else//V1.XX的卡

{

n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;

csize = (csd[8] >> 6) + ((u16)csd[7] << 2) + ((u16)(csd[6] & 3) << 10) + 1;

Capacity= (u32)csize << (n - 9);//得到扇区数

}

return Capacity;

}