AVR单片机实现SD卡读写程序

"这篇文档是关于使用ATmega8L微控制器通过硬件SPI接口与SD卡交互的程序，涉及SD卡的初始化和基本读写操作。文档中提供的代码示例使用了IO口模拟SPI时序，因为低速初始化可以保证系统的稳定性。开发环境是ICC-AVR version 6.31a，硬件平台包括一个8MHz内部时钟的ATmega8L和一个SanDisk 128MB SD卡。" 在SD卡与微控制器的交互中，SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常见的通信协议，用于实现设备间的串行数据传输。在这个例子中，由于特定的实验需求，SD卡的初始化过程没有使用硬件SPI，而是通过软件模拟SPI时序来完成。这通常发生在硬件SPI接口不支持或需要精细控制时钟速度的情况下。 1. **IO口模拟SPI数据发送**： `iodatatransfer(unsigned char iodata)` 函数实现了SPI的数据发送。该函数接收一个8位数据（iodata），通过逐位移位并根据iodata的每一位状态设置或清除SPI DO（数据输出）引脚，从而将数据传输到SD卡。在每个时钟周期内，首先设置SCK（SPI时钟）为0，然后根据iodata的当前位设置DO，并等待一定延迟，接着将SCK设置为1，再等待延迟，最后将num右移一位，直到所有8位数据都被发送出去。 2. **IO口模拟SPI数据读取**： `iodataread(void)` 函数则负责读取SD卡返回的数据。同样，它逐位读取数据，但这次是从SD卡的DI（数据输入）引脚读取。函数首先清零数据变量data，然后通过循环读取SPI时钟的高低电平变化，检测DI的状态。当SCK为1时，读取SD卡的状态，并通过掩码保持PB.4（可能对应于数据输入的特定引脚）的值，然后根据读取的位更新data。每次迭代后，data向左移一位，直到读取完整个8位数据。 这两个子程序是SD卡初始化过程中必不可少的部分，特别是在进行CMD0、CMD8等初始化命令时。它们确保了微控制器能够正确地与SD卡进行通信，执行必要的握手过程，以及后续的数据传输。需要注意的是，这里的延迟函数`delay_4ms()`是实现稳定通信的关键，因为它允许足够的时钟周期让SD卡处理命令和响应。 这个程序展示了如何在没有硬件SPI支持或者需要精确控制时序的情况下，使用AVR微控制器和基本的GPIO引脚与SD卡进行通信。这对于嵌入式系统开发者来说是一个实用的例子，特别是在资源有限的环境中。同时，这也强调了初始化阶段对时序控制的敏感性，以及在低速下进行通信的重要性，以确保系统的可靠性和稳定性。