关于spi模式的命令

7 SPI模式

7.1 介绍

SPI模式由一个由基于闪存SD存储卡提供的次要通信协议组成.此模式是SD存储卡协议的子集。此接口在上电（CMD0）后的每一个复位命令期间被选择。

SPI标准只定义物理链接，而不提供数据传输协议。SD存储卡SPI执行利用SD存储卡协议和命令集的子集。

7.2 SPI总线协定

SD卡是基于命令和数据流,这些命令和数据流以一个起始位开始,以停止位结束的.SPI通道是面向字节的.每个命令或数据块都是由多个8位字节构成，且每个字节与CS片选信号对齐（例蚂州如：此长度是8时钟周期的倍数）。

类似于SD存储卡协议，SPI短信是由命令，响应和数据块环组成。所有的通信都由主机控制，主机通过拉低CS来启动每个总线事务。

SPI模式下的响应行为有三个方面和SD模式不同：

1、被选择的卡总是回应命令。

2、使用附加的（8位）响应结构。

3、当卡遇到一个数据检索问题时，它会用一个响应错误来回应(替换预期的数据块)，而不是SD模式中的超时。

除了命令响应之外，每一个在写 *** 作期间发送到卡的数据块将以一个特殊的数据响应令牌来被响应。一个数据块可能和一个写块(WRITE_BL_LEN)一样大，也可能和一个信号字一样小。部分块的读/写 *** 作都被卡中CSD寄存器中所叙述的被选择的项使能。

7.2.1 模式选择

SD卡从SD模式中唤醒。如果CS信号在复位命令（CMD0）被接收期间被拉低，并进入空闲模式,如果认为是SD模式被需求则不会响应此命令，仍在SD模式下。如果SPI模式被需求，则卡将会切换到SPI，且用SPI模式R1响应。

唯一返回SD模式的方法是进入上电周期。在SPI模式下，SD存储卡协议状态机不被遵守。所有的在SPI模式下被支持的SD存储卡命令闷塌蔽总是可用的。

7.2.2 总线传输保护

每个在总线上传输的SD存储卡令牌被CRC位保护。在SPI模式下，SD存储卡提供一个非保护模式。此模式使系统用可靠的数据链接来建立，以排除（否定）硬件或软件需要执行CRC生成和校验功能。

在非衫扰保护模式下，命令、响应和数据令牌的CRC位在令牌中仍被需要，尽管，对于发送器，它们被定义成“don't care”，且被接收器忽略。

在非保护模式下，SPI接口被初始化。尽管，RESET命令用于使卡切换到SPI模式，但它是在SD模式下被卡接收，所以，必须有一个有效的CRC域。

因为CMD0没有参数，所有的域的内容（包括CRC域）都是常数，不需要在运行时间计算出来。一个有效的复位命令是：

0x40,0x0, 0x0, 0x0, 0x0,0x95

主机可以用CRC_ON_OFF命令（CMD59）开关卡的CRC选项。

7.2.3 读数据

SPI支持单块读和多块读 *** 作（在SD存储卡协议中的CMD17 OR CMD18）。当接收一个有效的读命令后卡将在一个在SET_BLOCK_LEN(CMD16)定义了长度的数据令牌之后，用一个响应令牌作出回复。（参考Figure41）

Figure41 单块读 *** 作

一个有效的数据块被添加了一个16位CRC，此CRC由CCITT标准多项式X16+X12+X5+1生成。

能被READ_BL_LEN给出的最大的块的的长度大CSD中定义了。如果片块被允许，块长度可以是1~MAX块大小之间的任何长度。否则，数据读的有效块长度只是在READ_BL_LEN中给出的值。

起始地址可以是在卡的有效地址范围内的任何字节地址。但是，每一个块，必须包含入一个单一的物理卡扇区中。

如发生一个可修复错误，卡不会传输任何数据，而是发送一个特定的数据错误令牌到主机。

Figure42:读 *** 作-数据错误

从sd卡的初始化说起吧，只说初始化流银野程以及一些细节问题（spi模式）。

1、第一步，在将spi模块初始化好之后，将spi速度设为低速模式，我这里用的是250k

2、保持select脚为高电平，并向SD卡发送不低于74个时钟脉冲，此时sd卡将进入它的native operation mode（翻译为本地 *** 作模式了），并做好接收本地指令的准备。

3、此时将select脚拉低并向SD卡发送cmd0指令，SD卡在检测到select脚为低并收到cmd0指令后将进入spi模式，并返回0x01空闲状态。

4、成功进入空闲状态后，继续发送cmd8指令，携带的参数为0x000001AA，如果SD卡不能识别并返回错误码5，说明此卡非2.0卡（进入步骤6）。如果指令能被识别，则SD卡将返回R1+32位共40位数据，其中R1位0x01,32位数据为0x000001AA。此时可判断卡为2.0卡。

5、判断为2.0卡后，紧接着发送cmd55+acmd41指令（应该是在cmd55返回1的情况下再接着发送acmd41），如果返回0，则初始化成功。此时如果你想继续判断是标准2.0卡SCSD还是大容量HCSD，则需要继续发送cmd58指令，并在cmd58指令被成功响应后连续从SD卡读取4个字节的ocr数据，若其第31位为1，表示初始化成功，其第30位为1表示是HCSD，为0表示SCSD。 此时2.0卡初始化结束。

6、步骤4对cmd8无响应，则继续判断卡为1.0或mmc卡。此时同步骤5一样向卡发送cmd55+acmd41指令，如果返回0，则表示1.0卡初始化成功，如果返回错误，则确定卡为mmc卡。 在确定卡为mmc卡后，继续向卡发送cmd1指令，如果返回0，则含搏猛mmc卡初始化成功，否则失败，判断为错卡！！

7、初始化成功后，将spi切换为高速模式，我这里用的是4m。

至此，SD卡初始化过程就结束了，记得几点：在发送cmd函数后，记得补偿时钟；在读寄存器位时，需要select拉低；初始化时，一定要是低速模式并且有超过74个时钟脉冲！

注：在测试的过程中，也是遇到了些比较蛋疼的问题，我手里有3张卡，2张8ghc，1张2gsc。这两张8g卡在读ocr时，其最高字节一直返回0x80，也就是说从ocr上面判断不出谈桥是HC大容量卡，那张2g卡返回也是0x80是正常的。  于是找啊找查啊查，究竟是哪里出问题了。最后实在是差不出来，重新买了个新的HC，还好，果然成功了，ocr最高字节终于为0xc0。 所以说就是提醒大家在测试过程中，多找些，多对比现象。

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