2024年6月5日发(作者：侍静枫)
3.20
SD卡实验
很多单片机系统都需要大容量存储设备，以存储数据。目前常用的有U
盘，FLASH芯片，
SD
卡等。他们各有优点，综合比较，最适合单片机系统的莫过于SD卡了，它不仅容量可以做
到很大（32Gb以上），而且支持SPI接口，方便移动，有几种体积的尺寸可供选择（标准的SD
卡尺寸，以及
TF
卡尺寸），能满足不同应用的要求。只需要4
个IO
口，就可以外扩一个最大
达32GB
以上的外部存储器，容量选择尺度很大，更换也很方便，而且方便移动，编程也比较
简单，是单片机大容量外部存储器的首选。
ALIENTKE MiniSTM3开发板就带有SD卡接口，利用STM32自带的SPI接口，最大通信
速度可达18Mbps，每秒可传输数据2M字节以上，对于一般应用足够了。本节将向大家介绍，
如何在ALIENTEK MiniSTM32开发板上读取SD卡。本节分为如下几个部分：
3.20.1 SD
卡简介
3.20.2 硬件设计
3.20.3 软件设计
3.20.4 下载与测试
295
3.20.1 SD
卡简介
SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快
闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助
理(PDA)和多媒体播放器等。SD
卡由日本松下、东芝及美国
SanDisk公司于1999年
8月
共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD
记忆卡，重量只有2
克，但却拥有高记忆容量、快
速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
SD卡一般支持2种操作模式：
1，SD
卡模式；
2，SPI模式；
主机可以选择以上任意一种模式同SD
卡通信，SD卡模式允许4
线的高速数据传输。
SPI
模式允许简单的通过
SPI
接口来和SD
卡通信，这种模式同
SD
卡模式相比就是丧失了
速度。
SD卡的引脚排序如下图所示：
图3.20.1.1 SD
卡引脚排序图
SD卡引脚功能描述如下表所示：
表3.20.1.1 SD卡引脚功能表
SD卡只能使用
3.3V
的IO电平，所以，MCU一定要能够支持
3.3V
的IO
端口输出。
注意：在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加
10~100K左右的上拉电阻。
SD卡要进入
SPI模式很简单，就是在SD卡收到复位命令（CMD0）时，CS为有效电
平（低电平）则
SPI
模式被启用。不过在发送
CMD0
之前，要发送>74
个时钟，这是因为
SD卡内部有个供电电压上升时间，大概为64个CLK，剩下的10个CLK
用于SD卡同步，
之后才能开始CMD0的操作，在卡初始化的时候，CLK时钟最大不能超过400Khz！。
ALENTEK MiniSTM32开发板使用的是SPI模式来读写SD卡，下面我们就重点介绍一
下SD卡在
SPI模式下的相关操作。
首先介绍SPI模式下几个重要的操作命令，如下表所示：
296
2024年6月5日发(作者：侍静枫)
3.20
SD卡实验
很多单片机系统都需要大容量存储设备，以存储数据。目前常用的有U
盘，FLASH芯片，
SD
卡等。他们各有优点，综合比较，最适合单片机系统的莫过于SD卡了，它不仅容量可以做
到很大（32Gb以上），而且支持SPI接口，方便移动，有几种体积的尺寸可供选择（标准的SD
卡尺寸，以及
TF
卡尺寸），能满足不同应用的要求。只需要4
个IO
口，就可以外扩一个最大
达32GB
以上的外部存储器，容量选择尺度很大，更换也很方便，而且方便移动，编程也比较
简单，是单片机大容量外部存储器的首选。
ALIENTKE MiniSTM3开发板就带有SD卡接口，利用STM32自带的SPI接口，最大通信
速度可达18Mbps，每秒可传输数据2M字节以上，对于一般应用足够了。本节将向大家介绍，
如何在ALIENTEK MiniSTM32开发板上读取SD卡。本节分为如下几个部分：
3.20.1 SD
卡简介
3.20.2 硬件设计
3.20.3 软件设计
3.20.4 下载与测试
295
3.20.1 SD
卡简介
SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快
闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助
理(PDA)和多媒体播放器等。SD
卡由日本松下、东芝及美国
SanDisk公司于1999年
8月
共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD
记忆卡，重量只有2
克，但却拥有高记忆容量、快
速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
SD卡一般支持2种操作模式：
1，SD
卡模式；
2，SPI模式；
主机可以选择以上任意一种模式同SD
卡通信，SD卡模式允许4
线的高速数据传输。
SPI
模式允许简单的通过
SPI
接口来和SD
卡通信，这种模式同
SD
卡模式相比就是丧失了
速度。
SD卡的引脚排序如下图所示：
图3.20.1.1 SD
卡引脚排序图
SD卡引脚功能描述如下表所示：
表3.20.1.1 SD卡引脚功能表
SD卡只能使用
3.3V
的IO电平，所以，MCU一定要能够支持
3.3V
的IO
端口输出。
注意：在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加
10~100K左右的上拉电阻。
SD卡要进入
SPI模式很简单，就是在SD卡收到复位命令（CMD0）时，CS为有效电
平（低电平）则
SPI
模式被启用。不过在发送
CMD0
之前，要发送>74
个时钟，这是因为
SD卡内部有个供电电压上升时间，大概为64个CLK，剩下的10个CLK
用于SD卡同步，
之后才能开始CMD0的操作，在卡初始化的时候，CLK时钟最大不能超过400Khz！。
ALENTEK MiniSTM32开发板使用的是SPI模式来读写SD卡，下面我们就重点介绍一
下SD卡在
SPI模式下的相关操作。
首先介绍SPI模式下几个重要的操作命令，如下表所示：
296