前言
在之前的 Flash 篇中介绍了使用 DFS 文件系统管理外置 Flash 芯片的存储空间，除此之外还有一种常见的外置存储设备即 SD 卡。本文基于 DFS 文件系统来管理 SD 卡。以 STM32F4 探索板为例，使用的 RT-Thread 驱动版本为 5.2.2。 关于 DFS 文件系统的详细介绍可参考相关文档，本文不再重复。
一、SD 卡概述
SD 卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于闪存技术的便携式存储设备。主要分为以下两种规格：
- 标准 SD 卡：尺寸为 32mm×24mm×2.1mm，多用于相机等设备。
- microSD 卡：尺寸为 15mm×11mm×1mm，常用于手机、无人机等小型设备。
容量分类
- SDSC（标准容量）：最大支持 2GB，使用 FAT16 文件系统。
- SDHC（高容量）：容量范围为 4GB~32GB，使用 FAT32 文件系统。
- SDXC（扩展容量）：容量范围为 64GB~2TB，使用 exFAT 文件系统。
SD 卡的接口主要有 SDIO 模式和 SPI 模式。下图是标准 SD 卡的两种模式的引脚定义。microSD 卡相比下少一个 VSS 引脚。
因为我们使用的是操作系统，可以不用太关注底层硬件架构。简单说明一下 SDIO 模式的通讯。
SDIO 模式使用 SD 总线协议，支持 4 位数据线（DAT0-DAT3）和 1 位命令线（CMD），理论传输速率更高（UHS-I 可达 104MB/s）。SPI 模式仅使用 1 位数据线（MOSI/MISO）和 1 位时钟线（SCK），协议更简单但速率较低（通常低于 25MB/s）。
SDIO 模式需要两个时钟：
- 卡时钟（SDIO_CK）：每个时钟周期在命令和数据线上传输一位命令和数据。对于 SD 卡，这个频率可以在 0-25MHz 之间。
- SDIO 适配时钟（SDIOCLK）：该时钟用于驱动 SDIO 适配器，来自 PLL48CK，一般是 48MHz，并分频后产生卡时钟（SDIO_CK）。
SDIO_CK 与 SDIOCLK 关系为：
其中 CLKDIV 是分频系数。
二、工程创建
2.1 CubeMX 配置
STM32F4 系列芯片具有 SDIO 模式的驱动引脚。
总共有五种模式：
- SD 1 bit：只使用 D0 这一根数据线，兼容性最好，速度最慢。
- SD 4 bits Wide bus：使用 D0~D3 共 4 根数据线并行传输，理论速度是 1 位模式的 4 倍，最常用的高速模式。
- MMC 1 bit：仅使用 D0 数据线，针对 MMC 卡。
- ：使用 D0~D3 共 4 根数据线，适用于支持 4 位总线的 MMC 卡。
