年前准备做个数码相册，VGA的驱动写好后，卡在了SD卡这里。在网上找了很多资料，看的是稀里糊涂。有个视频教程，好像是什么欣世纪的阿迪老师录制的，下来一看，不是清晰的，清晰版是要钱的，当时挺不爽的，感觉这就是在耍人嘛。于是下定决心把SD卡搞定并且开源，免费给大家使用。掏出SD卡官方手册，纯英文的，一页一页啃。这期间很多事发生，耽搁了不少时间。这几天心烦，熬夜搞，进度很不错，裸卡读写已经没问题了，现在正在搞FAT32文件系统。岁月如梭，废话少说，进入正题。
DE0读取SD卡采用软件模拟SPI工作模式。SD卡工程的电压为3.3V。在SOPC里建立4个PIO，三个为输出，一个为输入。分别对应SD_CLK,SD_CMD,SD_CS_N和SD_DATA_IN。硬件的搭建还是很简单的。
下面扯一扯SD卡的协议。SPI协议规定，在卡初始化之前，要置片选无效，然后发送至少74个时钟，则会使为了使卡有足够时间进入到工作电压范围内，64个时钟后的时钟是用来同步的。初始化的时候，时钟不能太快，一般clk=0和clk=1之间延时至少50微秒。74个时钟发送完以后，开始发送初始化命令。注意，所有的命令都要求片选有效。
初始化SD卡进入SPI模式，初始化顺序为：发送CMD0，回应0x01；发送CMD1，回应0x00，则卡已经进入就绪状态，初始化完毕。我发现miniSD卡和我买的2G金士顿SD卡都可以用上述两个命令完成初始化，而对于cmd55，两种卡都不响应，而对于CMD55之后发送的ACMD41，都回应为0x00。那么为了不发生初始化失败，我只使用CMD1而不用CMD55+ACMD41。还得再扯个蛋，SD卡2G以下的才能用这种方式初始化，我用8G的卡试了一下，完全不行，后来查了资料才知道，2G以上的卡叫SDHC，就是高容量SD卡，高容量SD卡的命令跟普通的卡不太一样，初始化过程也不太一样，关于SDHC卡，可以去看SD卡手册的2.0版。
软件模拟SPI协议，SD卡为上升沿锁存数据，同时在上升沿将数据发出。发送时应该先将时钟拉低，然后在发送口上写入数据，然后等待50微秒后，将时钟拉高产生上升沿使卡锁存数据。与此同时，从卡的输出引脚读入一位数据。卡是在上升沿输出数据，所以最好是在产生上升沿后再读取数据。、我曾尝试clk=0;mosi=0x01;然后读取somi引脚的数据，再clk=1；产生上升沿，读回的数据也是对的，但我觉得不太可靠。我猜测SD卡的输出也是
Reg
out;
always@（posedge clk）
Begin
Out<=data;
End
这种类型的，那么在上升沿之后读取数据，比较稳妥。
SD卡的命令封装成48位6字节的命令，高位在前，起始位为0，结束位为1.所有的数据传输都是高位在前，即MSB first。而卡的应答常用的有3种，R1，R2，R3，R1使用的频率最高。R1为8位一个字节。我的程序设计中，SPI发送的最小单位就是一个字节。发送和接收同时进行，入过只需要接收而不用发送，那么就发送0xff即可。这是因为在无命令发送时，CMD线必须为高电平。相当于发送0xff。函数如下：
#Define uc unsigned char
uc send_byte(uc sda)
{
uc cnt=0,rda=0;
SD_CLK->DATA=1;
SD_CMD->DIRECTION=1;
for(cnt=0;cnt<8;cnt++)
{
SD_CLK->DATA=0;
SD_CMD->DATA=0;
if(sda & 0x80)
SD_CMD->DATA=1;
usleep(50);
sda=sda<<1;
rda=rda<<1;
SD_CLK->DATA=1;
if(SD_DA->DATA)
{
rda=rda|0x01;
}
// SD_CLK->DATA=1;
}
SD_CLK->DATA=1;
return rda;
}
这里没有用库操作方式，而是用纯C的方式实现，那个库函数用起来就是不爽，又长又记不住。关于这部分的结构体，是跟马瑞哥学的，详细解释见《nios2那些事》的第六章。我这里只给头文件不解释了。头文件如下：
#ifndef SOPC_H_
#define SOPC_H_
#include "system.h"
#define _LED
typedef struct
{
unsigned long int DATA;
unsigned long int DIRECTION;
unsigned long int INTERRUPT_MASK;
unsigned long int EDGE_CAPTURE;
}PIO_STR;
#ifdef _LED
#define SD_DA ((PIO_STR *)SD_DA_BASE)
#define SD_CMD ((PIO_STR *)SD_CMD_BASE)
#define SD_CS ((PIO_STR *)SD_CS_N_BASE)
#define SD_CLK ((PIO_STR *)SD_CLK_BASE)
#define LED ((PIO_STR *)LED_BASE)
#define _SD
#endif
#ifdef _SD
#define data (SD_DA->DATA)
#define cmd (SD_CMD->DATA)
#define cs (SD_CS->DATA)
#define clk (SD_CLK->DATA)
#endif
#define uc unsigned char
#endif /* SOPC_H_ */
初始化时发送至少74个时钟的程序：
SD_CS->DATA=1;
for(i=0;i<100;i++)
{
send_byte(0xff);
}
注意此时片选是无效的。再无数据发送时，CMD引脚应该为高。所以产生时钟就发送0xff。
初始化的命令为CMD0（应答为0x01）和CMD1（应答为0x00），为了保证初始化成功，可重复发送，知道收到正确的应答。这两个命令被正确应答后，就可以尽享 其他操作了，读取CSD寄存器（CMD9）和CID寄存器（CMD10），设置读取块大小（CMD16）等，然后初始化就完成了。
初始化完成后，就可以对卡进行读写了。单块读命令为CMD17，单块写命令为CMD24。
可以run hardwire 将读取的内容打印出来在控制台查看并与WinHex软件对比。
完整的代码待会上传上来。工程太大，没法一次传上来，硬件很简单，就不传了。这是下载地址：
http://www.cnblogs.com/lamapig/admin/Files.aspx