SD卡（Secure Digital Memory Card）在我们的生活中已经非常普遍了，控制器对SD卡进行读写通信操作一般有两种通信接口可选，一种是 SPI接口，另外一种就是 SDIO接口。SDIO 全称是 安全数字输入/输出接口，多媒体卡(MMC)、SD卡、SD I/O卡 都有 SDIO接口。STM32F103系列控制器有一个 SDIO主机接口，它可以与 MMC卡、SD卡、SD I/O卡 以及 CE-ATA 设备进行数据传输。

一、SD卡协议简介

1、SD卡物理结构

    一般SD卡包括有存储单元、存储单元接口、电源检测、卡及接口控制器和接口驱动器 5个部分。

1、 存储单元是存储数据部件，存储单元通过存储单元接口与卡控制单元进行数据传输；
2、电源检测单元保证SD卡工作在合适的电压下，如出现掉电或上状态时，它会使控制单元和存储单元接口复位；
3、卡及接口控制单元控制SD卡的运行状态，它包括有8个寄存器；
接口驱动器控制SD卡引脚的输入输出。SD卡总共有8个寄存器，用于设定或表示SD卡信息。

这些寄存器只能通过对应的命令访问，SDIO定义64个命令，每个命令都有特殊意义，可以实现某一特定功能，SD卡接收到命令后，根据命令要求对SD卡内部寄存器进行修改，程序控制中只需要发送组合命令就可以实现SD卡的控制以及读写操作。

2、SD卡寄存器列表：

3、SD卡的命令格式

命令CMD0就是0，CMD16就是16，以此类推。

SPI命令格式为6字节构成，高位在前（MSB）。
　
字节1的最高2位固定是01,低6位为命令号（CMD0就是0，CMD16就是16，以此类推），字节2-5为命令参数，有些命令是没有参数的；字节6的高7位为CRC，最低位恒为1。
　
SD卡的命令总共有12类，下表为几个比较重要的命令：

4、SD卡的初始化

1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；

2、上电延时（>74个CLK）；

3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；

4、发送CMD8，检查是否支持2.0协议；

5、根据不同协议检查SD卡（命令包括：CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；

6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化

5、SD卡读取数据

1、发送CMD17；

2、接收卡响应R1；

3、接收数据起始令牌0XFE；

4、接收数据；

5、接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。

6、禁止片选之后，发多8个CLK。

二、硬件准备

1、SD卡模块及SD卡简介

内部结构：

2、连线

实物图：

三、实验过程

完整代码
提取码：tqku

1、代码分析

main主函数：

write_cnt=0， 从0开始写入。

写入函数WritetoSD

void WritetoSD(BYTE write_buff[],uint8_t bufSize)
{
	FATFS fs;
	FIL file;
	uint8_t res=0;
	UINT Bw;	
	
	res = SD_init();		//SD卡初始化
	
	if(res == 1)
	{
		printf("SD卡初始化失败! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("SD卡初始化成功！ \r\n");		
	}
	
	res=f_mount(&fs,"0:",1);		//挂载
	
//	if(test_sd == 0)		//用于测试格式化
	if(res == FR_NO_FILESYSTEM)		//没有文件系统，格式化
	{
//		test_sd =1;				//用于测试格式化
		printf("没有文件系统! \r\n");		
		res = f_mkfs("", 0, 0);		//格式化sd卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("格式化成功! \r\n");		
			res = f_mount(NULL,"0:",1); 		//格式化后先取消挂载
			res = f_mount(&fs,"0:",1);			//重新挂载	
			if(res == FR_OK)
			{
				printf("SD卡已经成功挂载，可以进进行文件写入测试!\r\n");
			}	
		}
		else
		{
			printf("格式化失败! \r\n");		
		}
	}
	else if(res == FR_OK)
	{
		printf("挂载成功! \r\n");		
	}
	else
	{
		printf("挂载失败! \r\n");
	}	
	
	res = f_open(&file,SD_FileName,FA_OPEN_ALWAYS |FA_WRITE);
	if((res & FR_DENIED) == FR_DENIED)
	{
		printf("卡存储已满，写入失败!\r\n");		
	}
	
	f_lseek(&file, f_size(&file));//确保写词写入不会覆盖之前的数据
	if(res == FR_OK)
	{
		printf("打开成功/创建文件成功！ \r\n");		
		res = f_write(&file,write_buff,bufSize,&Bw);		//写数据到SD卡
		if(res == FR_OK)
		{
			printf("文件写入成功！ \r\n");			
		}
		else
		{
			printf("文件写入失败！ \r\n");
		}		
	}
	else
	{
		printf("打开文件失败!\r\n");
	}	
	
	f_close(&file);						//关闭文件		
	f_mount(NULL,"0:",1);		 //取消挂载
	
}

可以输出自己想要的文件内容

2、编译烧录

3、查看结果

打开串口助手

可以看到第一次没有初始化成功，注意接线是否接好，多按一按防止因为接线问题没有成功。

11次后确实输出while
将SD卡转移到读卡器查看文件


可以看到文件乱码

将图示两行注释掉，发现没有乱码，但是每行前有空格

四、总结

本次实验了解了SD卡的数据读取，实验只是利用别人的代码简单实现传输，但在实验过程中出现的小问题很多，比如接线接触不好，接3.3V无法成功传输，要注意细节，多耐心调整。
参考：
https://blog.csdn.net/m0_53089598/article/details/121985861