SD卡的操作模式：SD卡模式（SDIO）、SPI模式(默认为SD模式)。

其中SD卡模式的信号线有：CLK、CMD、DAT0-DAT3，6根线。

SPI模式的信号线有：CS、CLK、MISO（DATAOUT）、MOSI(DATAIN),4根线。

1. CLK 时钟同步线
2. CMD 命令信号线，主机发出的命令以及从机对命令的响应都是通过这条线进行传输
3. DAT[3:0] 表示4条数据线，主机和从机的数据都是从这四条数据线上传输

SD卡只能使用3.3V的I/O电平。SPI模式下信号线要加10-100K的上拉电阻。

SD卡有五个寄存器：

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：
SD卡的主要相关各种命令解析
CMD0： SD卡进入IDLE和复位SD卡
CMD1： 读OCR，是否为SD卡
CMD2： 获取卡CID信息
CMD3： 获取SD卡所分配的相对地址
CMD9： 获取SD卡的存储信息（容量、块大小等）
CMD12：停止传输操作
CMD13：获取卡的状态
CMD16：设置SD卡块大小
CMD17：使SD卡进入传输状态、读取单个块
CMD18: 使SD卡进入传输状态、读取多个块，直到收到CMD12为止
CMD24：使SD卡进入传输状态、写入单个块
CMD25: 使SD卡进入传输状态、写入多个块

SD卡和单片机的通信采用发送应答机制:

初始化SD卡过程：

SPI操作模式下：在SD卡收到复位命令时，CS为有效电平（低电平），则SPI模式被启用，在发送CMD之前要先发送74个时钟，64个为内部供电上升时间，10个用于SD卡同步；之后才能开始CMD操作，在初始化时CLK时钟不能超过400KHz。

接着我们看看SD卡的初始化，** SD卡的典型初始化过程如下：**

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

这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。

SD卡读取数据，这里通过CMD17来实现，具体过程如下：

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；

以上就是一个典型的读取SD卡数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下：

1、发送CMD24;

2、接收卡响应R1；

3、发送写数据起始令牌0XFE；

4、发送数据；

5、发送2字节的伪CRC；

6、禁止片选之后，发多8个CLK；

以上就是一个典型的写SD卡过程。关于SD卡的介绍，我们就介绍到这里，更详细的介绍请参考光盘SD卡的参考资料（SD卡2.0协议）。

参考资料：
STM32之SD卡

SD卡简介（SPI方式）