1标准
SD卡标准是SD卡协会针对可移动存储设备设计专利并授权的一种标准，主要用于制定卡的外形尺寸、电气接口和通信协议。
1．1SD卡引脚功能
SD卡的外形如图1所示，引脚功能如表1所列。SD卡的引脚具有双重功能，既可工作在SD模式，也可工作在SPI模式。不同的模式下，引脚的功能不同。
SD模式多用于对SD卡读写速度要求较高的场合，SPI模式则是以牺牲读写速度换取更好的硬件接口兼容性。由于SPI协议是目前广泛流行的通信协议，大多数高性能单片机都配备了SPI硬件接口，硬件连接相对简单，因此，在对SD卡读写速度要求不高的情况下，采用SPI模式无疑是一个不错的选择。 1．2SPI模式
SPI模式是一种简单的命令响应协议，主控制器发出命令后，SD卡针对不S同的命令返回对应的响应。 SD卡的命令列表都是以CMD和ACMD开头，分别指通用命令和专用命令，后面接命令的编号。例如，CMD17就是一个通用命令，用来读单块数据。
在SPI模式中，命令都是以如下的6字节形式发送的：
每帧命令都以“01”开头，然后是6位命令号和4字节的参数（高位在前，低位在后），最后是7位CRC校验和1位停止位“1”。
可移动存储设备
SD卡的每条命令都会返回对应的响应类型。在SPI模式下，共有3种响应类型：R1、R2和R3，分别占1、2和3个字节。这里仅列出了R1响应的格式，如表2所列。当出现表中所描述的状态时，相应的位置1。R2和R3的第1个字节格式与R1完全一样，详细内容请参考SD卡标准。
2硬件设计
本设计选用Freescale公司的32位低功耗微控制器MCF51QE128，采用SPI模式实现与SD卡的接口。
由于MCF51QE128是一款低功耗的微控制器，工作电压的典型值为3．6V，与SD卡的工作电压兼容，因而可以直接与SD卡连接，无需电平转换电路。这里选用的是MCF51QE128的第2个SPI口，硬件连接如图2所示。
3软件实现
软件部分主要实现MCF51QE128的初始化、底层SPI通信，以及SD卡的通用写命令、初始化和单块数据的读写等功能。
3．1MCF51QE128的初始化
在与SD卡通信之前，首先需要配置MCF51QE128，并初始化SPI端口。代码如下：
3．2底层SPI通信
底层的SPI通信是实现最终读写的关键。由于MCF51QE128自带SPI硬件接口，因此只需要读写SPI数据寄存器的值。这里自定了byte、word和dword三种数据类型，分别对
应于8位、16位和32位数据。代码如下：
3．3SD卡的通用写命令
由于SD卡的命令具有统一的格式，因此可以用一个通用的写命令函数来实现所有命令的发送。另外，考虑到多数命令的响应类型都是R1，这里的通用写命令函数所接收的响应类型默认为R1。函数代码如下：
3．4SD卡的初始化
SD卡的初始化要遵循一定的步骤。首先将SPI时钟降低到400kHz，等待至少74个时钟周期。接着拉低片选信号，并发送CMD0命令，对SD卡进行复位并使其进入SPI模式，这里需要正确的CRC校验，校验字节为0x95。若SD卡进入空闲状态（即接收响应为0x01时），则发送CMD1命令，激活卡的初始化过程，此时响应为0x00。然后设置块的长度，一般为512字节。最后将片选拉高并将SPI时钟设为最大值，以保证最大的读写速度。SD卡初始化过程如图3所示。
SD卡初始化代码如下：
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