对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时序，笔者在经过了实际的测试后，使用51单片机成功实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。下面先来讲解SD卡的读写时序。
（1） SD卡的引脚定义：
SD卡引脚功能详述：
注：S：电源供给 I：输入 O：采用推拉驱动的输出 PP：采用推拉驱动的输入输出
SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3进行数据通信。而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut进行数据通信。SD方式时的数据传输速度与SPI方式要快，采用单片机对SD卡进行读写时一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。这里只对其SPI方式进行介绍。
（2） SPI方式驱动SD卡的方法 SD卡的SPI通信接口使其可以通过SPI通道进行数据读写。从应用的角度来看，采用SPI接口的好处在于，很多单片机内部自带SPI控制器，不光给开发上带来方便，同时也见降低了开发成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能优势，要解决这一问题，就要用SD方式，因为它提供更大的总线数据带宽。SPI接口的选用是在上电初始时向其写入第一个命令时进行的。以下介绍SD卡的驱动方法，只实现简单的扇区读写。 1） 命令与数据传输 1. 命令传输 SD卡自身有完备的命令系统，以实现各项操作。命令格式如下：
命令的传输过程采用发送应答机制，过程如下：
每一个命令都有自己命令应答格式。在SPI模式中定义了三种应答格式，如下表所示：
写命令的例程： //----------------------------------------------------------------------------------------------- 向SD卡中写入命令，并返回回应的第二个字节 //----------------------------------------------------------------------------------------------- unsigned char Write_Command_SD(unsigned char *CMD) { unsigned char tmp; unsigned char retry=0; unsigned char i;
//禁止SD卡片选 SPI_CS=1; //发送8个时钟信号 Write_Byte_SD(0xFF); //使能SD卡片选 SPI_CS=0;
//向SD卡发送6字节命令 for (i=0;i 6; // 获取multiplier vinf->sector_multiply = sectorBuffer.dat[9] & 0x03; vinf->sector_multiply > 7; //获取SD卡的容量 vinf->size_MB = vinf->sector_count >> (9-vinf->sector_multiply); // get the name of the card Read_CID_SD(sectorBuffer.dat); vinf->name[0] = sectorBuffer.dat[3]; vinf->name[1] = sectorBuffer.dat[4]; vinf->name[2] = sectorBuffer.dat[5]; vinf->name[3] = sectorBuffer.dat[6]; vinf->name[4] = sectorBuffer.dat[7]; vinf->name[5] = 0x00; //end flag } 以上程序将信息装载到一个结构体中，这个结构体的定义如下： typedef struct SD_VOLUME_INFO { //SD/SD Card info unsigned int size_MB; unsigned char sector_multiply; unsigned int sector_count; unsigned char name[6]; } VOLUME_INFO_TYPE;