主机和卡之间的所有通信都是由主机控制的，主机所发送的命令包括广播和寻址（点对点）命令两种通信类型。
SD卡的操作可分为两种模式：卡识别模式；数据传输模式。
表15-5表达了卡状态与操作模式之间的关系。
表15-5 卡状态与操作模式
1.卡识别模式
在该模式下，主机将检测SD卡的电压范围，识别SD卡类型，并要求其发送各自的相对地址，这一切操作都是通过命令线（CMD线）来实现的，所有操作均采用默认的SD卡识别时钟频率。
（1）卡复位
当卡上电或收到GO_IDLE_STATE（CMD0）命令之后，SD卡都将进入空闲状态（非激活的卡除外）。即卡上电至少延迟74个时钟周期后方可进行总线传输（发送复位命令CMD0），待复位完成后（即接收到01h响应，如图15-12所示），在得到响应0x00前需连续发送CMD55+ACMD41。当处于空闲状态时，SD卡的CMD线处于输入模式，等待下一个命令的起始令牌。默认的相对地址RCA为0x0000。
（2）工作条件验证
①在主机和SD卡通信之前，主机并不知道SD卡支持的电压范围，这时主机先用一个特定的电压发送一条复位命令（CMD0），然后发送SEND_IF_COND（CMD8）命令来获取SD卡所支持的电压范围。如果SD卡不支持所提供的电压，则不会发出任何响应信息，SD卡将继续处于空闲状态。
②在空闲（Idle）模式下，SD_SEND_OP_COND（ACMD41）命令旨在提供一种SD卡主机识别并拒绝与主机给定电压VDD不匹配卡的机制。主机通过发送命令操作数来作为所需电压VDD窗口的大小。若SD卡在指定范围内不能进行数据传输，应放弃进一步的总线操作，而进入非激活状态。注意：A开头的命令可看作“ApplicationCommand”的伴随命令，在发任何一条ACMD命令之前，必须首先发一条CMD55命令，因此在发送ACMD41命令时，必须先行发送CMD55命令，然后方可发送ACMD41命令。
③在准备“就绪”模式下，主机将发送ALL_SEND_CID（CMD2）命令到每个卡中来获取它们的唯一卡标识号（CID）。当卡发送完CID号后，SD卡将进入识别状态。
④当主机发送SEND_RELATIVE_ADDR（CMD3）命令来要求各个SD卡发送一个新的相对地址（RCA）时，RCA用于其后在数据传输模式中的卡寻址。一旦获取RCA，卡状态将变成待机状态。此时，如果主机想要给SD卡分配一个新的RCA，只需发送另一条CMD3命令给SD卡即可，最后发布的RCA就是实际使用的RCA了。这个唯一地址发送给主机就进入了下一个阶段的数据传输模式，每张SD卡将与主机进行点对点的传输。
注意：当主机发出CMD0命令来复位SD卡时，应先发出CMD8命令再发送ACMD41命令来重新初始化SD卡。
SD卡的状态图（卡识别模式）如图15-7所示；而SD卡的初始化与识别流程（SD模式）如图15-8所示。
图15-7 SD卡的状态图（卡识别模式）
2.数据传输模式
在SD卡识别模式结束之后，主机先不停地发送SEND_CSD（CMD9）命令来获取卡的CSD信息，包括块长度、卡容量等。广播命令SET_DSR（CMD4）为各个已识别的SD卡配置驱动阶段。它会向SD卡的DSR寄存器写入相关的信息，包括数据总线宽度、总线上卡的个数、总线频率等，这里SET_DSR命令是可选的。(www.xing528.com)
CMD7命令可使指定地址的SD卡进入传输模式，在指定时间段内，只有一个卡能处于传输状态。当某个原先被选中的处于传输状态的SD卡接收到CMD7命令后，会释放与主机的连接，并进入待机状态。当CMD7使用保留地址0x0000时，所有的SD卡都将进入待机状态。CMD13用于得到卡的CSD的相关设置值；ACMD6用于配置数据总线的宽度；读操作使用CMD17、CMD18、CMD30、CMD56（r）、ACMD13、ACMD22、ACMD51命令；写操作使用CMD24、CMD25CMD26、CMD27、CMD42、CMD56（w）命令；读/写停止操作使用CMD12命令。有关SD卡数据传输模式更多的信息如图15-9所示。
3.SD卡的读写操作
（1）SD卡的数据读取
在SPI模式下，读命令支持单块（CMD17）和多个块（CMD18）的读操作。由命令CMD16设定块的长度为512B。块数据读取操作如图15-10所示；读取单块数据流程如图15-11所示。
图15-8 SD卡的初始化与识别流程（SD模式）
图15-10 （多）块数据读取操作
（2）SD卡的数据写入
在SPI模式下，写数据块命令将把单块（CMD24）或多块（CMD27）数据写入SD卡中，支持块写入操作的SD卡要求由命令CMD16来设置块的长度为512B。若出现BLOCK_LEN_ERROR或ADDRESS_ERROR，写命令将被禁止。块数据写入操作如图15-12所示；写入单块数据的流程如图15-13所示。
注意：在进行SD卡的数据写操作时，最好首先对该卡进行擦除操作，然后再做写数据操作。
（3）SD卡的数据擦除
在SPI模式下，首先发送CMD32命令和参数来指定要擦除的起始地址（即块号），然后再发送CMD33命令来指定结束地址，最后发送CMD38命令来擦除指定单元的数据，注意这3个操作步骤不可更改。
图15-11 读取单块数据流程
图15-12 （多）块数据写入操作
图15-13 写入单块数据流程
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