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转： https://www./blog/132624786906939392 SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于半导体闪存工艺的存储卡, 被广泛应用于消费数码设备中。SD卡可以通过SPI或者SDIO接口访问，其中SDIO接口是在SD卡协议基础上发展而来的一种IO接口规范，它不但兼容SD卡，还可以用来连接SD I/O接口的设备，本章来了解SD卡和SDIO接口的相关内容。 12.1 从SD卡说起 12.1.1 SD卡形状 SD卡按照外形大小分为标准尺寸SD卡、Mini SD卡和Micro SD卡，如图12-1所示。 除了外形有所差异外，引脚数量与编号也有所不同，其中Mini SD相对于标准SD，增加了2个NC引脚，Micro SD相对于标准SD，减少了1个VSS引脚。
图12-1 标准SD、Mini SD、Micro SD对比图 12.1.2 卡容量 根据卡容量区分主要分为三种类型，标准SD卡、高容量SD卡（简称SDHC）、容量扩大化SD卡（简称SDXC）。 其中标准SD卡:最高支持2GB；高容量SD卡：生活中常用的一类SD卡，支持大于2GB，最高32GB，注意只有支持SD 2.0及以上协议才能识别高容量SD卡；还有一种容量扩大化的SD卡支持的容量相对于高容量SD卡要更大，理论容量是32GB~2TB。 SD卡遵循向下兼容原则，即如果主机（host）设备能够支持高容量SD卡，那一定支持标准SD卡，反之并不一定成立。 12.1.3 速度等级 SD卡拥有4个速度等级，用于表示SD卡的最小速率，如下所示： Class 0 – 这种卡不定义具体性能，代表了划分速度等级之前的所有卡 Class 2 –表示最小2MB/s的性能； Class 4 –表示最小4MB/s的性能； Class 6 –表示最小6MB/s的性能； Class 8 –表示最小8MB/s的性能； Class 10–表示最小10MB/s的性能； 目前最高为Class10，SD卡速度等级表示方法如图12-2红色方框所示
图12- 2 SD卡速度等级标识图 12.1.4 总线拓扑 SD卡与Flash、EEPROM类似，属于一主多从结构，其中SD卡为从设备，只能由主机发起请求。当总线上有多个SD卡时，它们共用VDD、VSS、CLK，但是DAT0~3和CMD必须分开，不可共用，SD卡总线拓扑结构如图12-3所示。
图12-3 SD卡总线拓扑 12.2 SD卡结构 标准SD卡主要由硬件接口、卡接口控制器、内部寄存器、存储器以及电源检测单元等部分组成，如图12-4所示。
图12-4 标准SD卡结构图 12.2.1 硬件接口 SD卡支持SD和SPI两种通信接口，标准SD卡总共有6条信号线和3条电源线，分别支持SD和SPI两种模式，两种模式下其引脚关系如表13-1所示。SD卡支持1线到4线数据传输设置，上电后，SD卡默认为1线模式，即使用DAT0传输数据。初始化后，主机可以改变线宽（采用1~4线任意模式）。
1、电源线 VDD和VSS为供电引脚，按照支持电压不同，SD卡分为两种，一种是“高电压SD卡”，额定电压为2.7~3.6V；另一种为“双电压SD卡”，可以工作在低电范围（T.B.D）和2.7~3.6V两种电压范围。 2、信号线 CMD：命令/响应线，用于主机向SD卡发送命名和接收SD卡响应； CLK：时钟信号线，每个周期传输一个命令或数据位，频率为0~50Mhz； DAT0~3：数据线，用于主机与SD卡之间传输数据，除此之外DAT3还具有卡检测功能。 实际使用时，通常在DAT0~3和CMD引脚加上拉电阻，保护数据免受到总线浮动影响，当没有卡插入，或者所有卡驱动都处于高阻抗模式， DAT0-3 线应处上拉至高电平。SD总线电路图连接方式如图12-5所示。 如果DAT3引脚作为卡检测工作，需要将RDAT下拉至地。一旦有卡插入，SD卡内部通过50KΩ把DATA3信号拉高至高电平，主机通过检测DAT3线的电平判断SD卡的插拔状况。
图12-5 SD卡电路图 12.2.2 SD卡寄存器 卡的接口中定义了8个寄存器：OCR，CID，CSD，RCA，DSR，SCR，SSR，CSR。这些寄存器只能通过对应的命令访问。其中OCR，CID，CSD，SCR 寄存器保存了卡/内容的特定信息，RCA和 DSR 寄存器是配置寄存器，存储当前的配置参数，SD卡寄存器描述如表12-2所示。
1、操作条件寄存器——OCR 32位的操作条件寄存器(OCR)存储了卡的 VDD 电压描述和2个状态信息位，如表12-3所示。 bit7是新定义的，用于双电压卡，默认设置为0。如果双电压卡没有收到CMD8，则该位为0，如果收到 CMD8，则该位为1。 bit31 – 卡上电状态位，这个状态位在卡的上电流程完成后设置。 bit30 – 卡容量状态位，如果是高容量卡，设置为 1，如果是标准卡，设置为 0。卡容 量状态位只有在上电流程完成，且 bit31 设置为 1 之后才有效。主机应该读取这个状态位来判断卡的种类。
3、特定数据寄存器——CSD CSD 分为V1.0和V2.0两个版本，其中V2.0只适用于高容量 SD 卡，本文也是以V2.0为参考，相应寄存器位如表12-5所示。插入的区域名字是固定值，并且主机不一定要求涉及这些区域。这些区域的固定值使主机保持对 CSD V1.0 的兼容。单元类型区域中，R=可读，W(1)=写一次，W=反复写。
CSD寄存器相应寄存器位描述如下： 最大数据传速速率（TRAN_SPEED） 对于标准SD卡，这个区域值应该总是 0 0110 010b(32h)，这个等于 25Mhz，是强制的SD卡最大操作频率。 对于高速卡来说，这个值应该是 0 1011 010b(5Ah)，这个值代表 50Mhz，当时序通过 CMD6和 CMD0 命令回到默认的时候，这个值会重新设置为 032h。 读数据块最大长度（READ_BL_LEN） 其值固定为 9h，代表 READ_BL_LEN=512byte。 READ_BL_PARTIAL 这个值固定为 0，表明不允许部分块读操作，只能按块进行访问。 WRITE_BLK_MISALIGN 这个值固定为 0，表明高容量卡中，写操作不允许越过物理块边界 READ_BLK_MISALIGN 这个值固定为 0，表明高容量卡中，读操作不允许越过物理块边界 DSR_IMP 定义是否可配置驱动阶段在卡上整合了。如果设置了，驱动阶段寄存器(DSR)就应该使用，0—不实现 DSR，1—实现DSR。 C_SIZE 这个值有 22bit，可以支持最大到 2Tbyte(和通过 32Bit 块地址指定的最大存储空间一致)这个参数是用来计算 sd 卡的用户数据区域容量的(不包括保护区域)。公式如下： 存储容量=(C_SIZE + 1)×512K byte。鉴于 V2.0 支持的最大容量是 32GB，超过 6bit 的部分都设置为 0。 ERASE_BLK_EN 这个值固定为 1，代表着主机可以擦除 1 个或者多个 512 字节单位。 SECTOR_SIZE 这个值固定是 7Fh，这个代表 64 字节。这个值同擦除操作没关系。V2.0 的卡通过 AU 尺寸来表明存储边界，不用这个值。 WP_GRP_SIZE 这个值固定是 0，高容量 SD 卡不支持写保护组。 WP_GRP_ENABLE 这个值固定为 0，高容量卡不支持写保护组。 R2W_FACTOR 这个值固定是 2h，代表 4 倍。写超时可以通过读访问时间和 R2W_FACTOR 的乘积计算。但是，对于写超时，主机不应该用这个参数，而是应该用固定的 250ms。 WRITE_BL_LEN 这个值固定是 9h，代表 WRITE_BL_LEN=512Byte。 WRITE_BL_PARTIAL 这个值固定是 0，表明部分块写不支持，值支持块整数倍的写操作。 FILE_FORMAT_GRP 这个值固定是 0，主机不应该使用这个值。 COPY 定义是否内容是原始的(0)，或者是拷贝的(1)。拷贝位对于销售到终端用户的 OTP 和 MTP设备来说是设置为 1 的，这表明卡的内容是拷贝的。拷贝位是一次性编程位。 PERM_WRITE_PROTECT 永久保护整个卡内容，不允许写和擦除(所有相关命令都无效)。默认值是 0，非永久写保护。 TMP_WRITE_PROTECT 临时保护卡的内容，不允许写和擦除(所有相关命令都临时无效)。这个值可以设置和复位，默认值是 0，非写保护。 FILE_FORMAT 这个值固定为 0，主机不应该使用这个值 4、相对地址寄存器——RCA 可写的16位卡相对地址寄存器，在卡的初始化期间，由卡向外发布的卡地址。这个地址用于卡初始化进程之后，主机同卡之间的交互寻址。默认的 RCA 寄存器值是0x0000，这个值保留着，用来通过CMD7设置所有卡到stand-by状态。 5、驱动阶段寄存器——DSR 16 位驱动阶段寄存器，在 6.5 章详细描述。是可选的，可以用来在扩展操作条件中，提高总线性能(受总线长度，传输速率和卡数目的影响)。CSD 寄存器中有 DSR 寄存器是否使用的标志。DSR 默认值是 0x404。 6、SD配置寄存器——SCR 64bit的SD配置寄存器作为 CSD 寄存器的补充，提供了SD卡的特殊功能的信息，如表12-6所示。
DATA_STAT_AFTER_ERASE 定义了擦除之后的数据状态，可能是 0 或者 1，由厂家定义。 SD_BUS_WIDTHS 描述了卡支持的所有 DAT 总线宽度，如表12-7所示。SD 卡最少应该支持1bit和4bit的宽度，所以SD 卡的bit0和bit2必须有一个为1。
12.2.3 SD卡存储器 前面所学习W25Q128属于随机存储设备（NOR型Flash），用于数据量较小的场合，而且操作是以自“字节”单位；SD卡属于连续存储介质（NAND型Flash），它是由许多小的区块组成，每个区块都可以存储一定数量的数据，因此SD卡的读写是以“数据块”为单位进行传输的。 n 块（Block）：是文件系统上的概念，指最小读写单位，块的长度是字节的整数倍，一般为512字节，有的SD卡的数据块为1024或2048等等，要修改SD卡中一个字节，必须重写整个数据块。 n 扇区：扇区是擦除单位，表示擦除操作要擦除的块的数目，通常：1扇区=128块=64KByte。注意：文件系统中，V2.0的卡通过AU尺寸来表明存储边界，不使用扇区。 n AU(分配单元)，也称为簇，是文件系统为每一个单元地址划分的空间大小，类似于一栋大楼将它换分为若干房间，并分配相应的门牌号，其中房间的大小就是所说的分配单元大小。 存储文件时，系统将文件按照分配单元的大小分为若干部分，比如分配单元为4096Byte，一个4096Byte的文件刚好放进一个分配单元中，如果是4097Byte的文件则需占用两个分配单元。擦除时也是同样道理，一次最小擦除一个分配单元。因此分配单元越小，越节约空间，但是浪费读取时间；分配单元越大，越节约读取时间，但是浪费空间。 卡的容量决定最大的AU大小，默认分为：2048Byte、4096Byte，8192Byte，16KB，32KB和64KB，最大为一个扇区即64KB，一般默认设置为4096Byte，格式化时分配单元设置示意图如图12-6所示。
图12- 6 分配单元（AU） 12.3 SDIO总线接口 注意了，从现在起开始打起精神，以下才是本章的重总之中。 SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口，故名思义，就是SD的I/O 接口的意思。SD 本来是记忆卡的标准，但是现在把SD连接一些外围I/O使用，这样边形成了SDIO接口。SDIO本身只是一种接口技术，类似于SPI接口，通过I/O引脚来连接外部设备，并且与外围设备之间传输数据，所以这些外围设备又被称为SD I/O卡。 现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持SDIO的功能，而且许多SDIO外围设备也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上不需要再内建外围电路。目前常见的 SDIO 外围（SD I/O卡）有：蓝牙、无线网卡、电视卡、GPS Card、照相模块等。 12.3.1 SDIO总线协议 SDIO协议在SD协议之上添加了CMD52(用于访问寄存器)和CMD53(字节和块传输)命令，因此SDIO协议完全兼容SD协议。其次SD I/O卡与SD卡规范之间的一个重要区别是增加了低速标准，即仅使用DAT0数据线。低速卡的目标应用是以最小的硬件开支，支持低速I/ O能力。 SDIO标准定义有两种类型的卡，全速卡（full-speed card）和低速卡（low-speed card）,全速卡支持SPI、1 bit SD和4 bit SD模式，时钟范围0~25Mhz，传输速率最大达到100Mhz；低速卡仅支持SPI和1 bit SD模式，时钟速率为0~400Khz。 SDIO总线上的通信是通过传送命令和数据实现，而MMC/SD/SD I/O卡的基本操作也是基于命令/数据结构，数据在SD/SD I/O卡上是以数据块的形式实现信息交换，在MMC上传送的数据是以数据块或数据流的形式传输，命令/响应结构如图12-7所示。
图12-7 SDIO“无响应”和“无数据”操作（1）
图12- 7 SDIO(多)数据块读操作（2）
图12- 7 SDIO(多)数据块写操作（3） 其实SD卡的命令/响应操作与 SPI操作Flash类似，主机发送一条命令，从机收到命令后返回响应，具体命令和响应的内容和格式如下所示。 1、命令(Command)：命令用于发起一个操作，只能由主机发送到卡。 （1）命令格式 命令共48bit，按照高位在前，低位在后的顺序在SDIO_CMD线上是连续传输，其结构和格式如图12-8和表12-8所示。
图12- 8命令结构
起始位：表示命令的开始，始终为“0”。 传输位：表示传输方向，为1，表示主机->SD卡。 命令号：表示命令序号，占6bit，共64个命令（表示CMD0~CMD63）。 地址/参数：用于传输命名附带的信息，比如地址、参数等等，占32位。 CRC7校验位：采用7位CRC校验，用于验证命令传输内容准确性。 终止位：命令结束标志位，始终为“1”。 （2）命令类型 SDIO应用相关命令和通用命令共有四种不同的类型，了解即可： 1. 广播命令(BC)：发送到所有卡，没有响应返回。 2. 带响应的广播命令(BCR)：发送到所有卡，同时收到从所有卡返回的响应。 3. 带寻址(点对点)的命令(AC)：发送到选中的卡，在SDIO_D信号线上不包括数据传输。 4. 带寻址(点对点)的数据传输命令(AC)：发送到选中的卡，在SDIO_D信号线上包含数据传输。 （3）命令内容 对SD卡的所有操作都是基于命令进行的，不同协议版本的卡的命令略微有所不同，但遵循向前兼容原则。由于SD卡命令众多，切记不要死记硬背，即用即查，SD卡2.0协议的操作命令，如表12-9所示。
1、响应(Response)：响应从卡发送给主机，作为接收到命令的回答。 响应也是在SDIO_CMD线上连续传输的，响应总是以起始位“0”开始，接着是传输方向位为“0”。除了 R3 类型之外，所有响应都用 CRC7（7位CRC校验码）来保护，所有响应也是以结束位结束“1”。响应分为短响应（48bit）和长响应（136bit），取决于卡收到命令的类型，即不同命令对应的响应不同。SD卡有5种响应类型，SD I/O卡增加了的 R4，R5类型的响应，关于响应格式也是了解即可，不需要记忆，SD卡响应如下所示： （1）R1（正常响应命令）: bit [45:40]代表响应的命令码(0-63)，卡的状态存储在bit [39:8]。注意：如果有传输到卡的数据，那么每个块传输完成后，数据线上会有busy信号。主机在发送完数据后，应该检查 busy信号，R1响应格式如表12-10所示。
（1）R1b响应： 与R1格式相同，但可以选择在数据线上发送一个繁忙信号。收到这些命令后，依据收到命令之前的状态，卡可能变为繁忙，主机应该在响应中检查busy。 （2）R2(CID、 CSD寄存器)响应: SD卡的卡识别寄存器（CID）的内容作为CMD2和CMD10的响应发送。卡特定数据寄存器（CSD）的内容作为CMD9的响应发送。只传输CID和CSD寄存器的[127:1]位，这些寄存器的第[0]位被响应的结束位替代了，R2响应格式如表12-11所示。
（3）R3(OCR寄存器)响应: OCR寄存器的内容将作为CMD1的响应发出。电平代码的定义是：限制的电压窗口=低，卡繁忙=低，R3响应格式如表12-12所示。
（1）R6（发布的RCA寄存器响应）响应: 用于CMD3的响应。[39:24]用于产生RCA号，[23:8]表示卡的状态位，即RCA寄存器的23，22，19，12:0位，R6响应格式如表12-13所示。
（2）R7（卡接口条件）响应： 卡支持的电压信息通过 CMD8 的响应发送，Bit[19:16]表明卡支持的电压范围，卡接受提供的电压范围就返回R7响应。卡会在响应的参数中返回电压范围和检查模式，R7响应格式如表12-14所示。
2、数据(Data) 数据可以从主机到卡，也可以从卡到主机，通过数据线传输，SDIO总线定义了3种数据模式——1bit、4bit、8bit，其中SD卡只用到1bit和4bit模式，SD卡传输数据时使用的是4bit模式。 （1）常规数据模式(1bit模式)：数据通过DAT0数据线传输，常规数据按照低字节在前，高字节在后的顺序传输，但是每个字节的数据则是按照高位在前，低位在后的顺序，格式如12-9所示。
图12-9 常规数据包格式 （2）宽位数据模式(4 bit模式)：数据通过DAT0~3数据线传输，宽位数据传输顺序与常规数据模式类似，也是低字节在前，高字节在后的顺序。由于数据线由1根变为4根，数据由串行改为并行传输，DAT3~DAT0依次先发送高4位，再发送低四位，宽位数据格式如12-10所示。
图12-10 宽位数据包格式 12.4 STM32 SDIO接口 STM32F103ZE内部集成了一个SDIO接口用于连接SD卡或者SD I/O卡设备，该接口主要包含2个部分：SDIO适配器模块和AHB总线接口，如图12-11 所示。SDIO适配器模块主要是实现所有MMC/SD/SD I/O卡的相关功能，如时钟的产生、命令和数据的传送。AHB总线接口用于操作SDIO适配器模块中的寄存器，并产生中断和DMA请求信号。
图12-11 SDIO接口结构图 12.4.1 时钟 SDIO接口使用两个时钟信号：SDIO适配器时钟（SDIOCLK）和AHB总线接口时钟（HCLK/2），两者的时钟源如图12-12所示。 SDIO适配器时钟（SDIOCLK）：主要用于驱动SDIO适配器和产生SDIO_CK时钟，其频率等于AHB总线频率（当系统主频为72Mhz时，SDIOCLK=HCLK=72Mhz）。 AHB总线接口时钟（HCLK/2）：该时钟由AHB总线接口时钟二分频后输入到SDIO接口，用于驱动SDIO适配器的AHB总线接口通信，其频率为HCLK/2=36Mhz。
图12-12 SDIO时钟源 12.4.2 SDIO接口引脚 STM32F103ZE的SDIO接口引脚如表12-15所示，当驱动SD/SD I/O卡时，初始化时所有的引脚应配置为复用推挽输出模式。
SDIO_CK：时钟输出引脚，每个时钟周期在命令和数据线上传输1位命令或数据；对SD或SD I/O卡，时钟频率范围为0Mhz至25Mhz。SDIO_CK时钟频率 = SDIOCLK/(2+CLKDIV)，CLKDIV为时钟分频系数，位于SDIO时钟控制寄存器。 注意：SD卡上电后SDIO_CK不能超过400Khz的，否则可能无法完成初始化。初始化以后，可以设置时钟频率（不能超过SD卡的最大操作时钟频率），一般SD 2.0卡设置为25Mhz。 SDIO_CMD：命令/响应线，用于传输命令和卡的响应。 SDIO_D0~D7：数据线，用于数据传输。可以设置SDIO总线宽度为1 bit（SDIO_D0），4bit（SDIO_D[3:0]），8 bit（SDIO_D[7:0]）。注意：复位后默认使用SDIO_D0传输，初始化后主机可以通过ACMD6命令设置数据总线的宽度为4bit模式。 SD卡引脚初始化：
12.4.3 SDIO适配器 SDIO适配器是SIDO接口的内部框架，用于连接一组多媒体卡或加密数字存储卡，它包含以下5个部分：适配器寄存器模块、控制单元、命令通道、数据通道、数据FIFO。
图12-13 SDIO适配器结构图 1、适配器寄存器模块 主要包含SDIO接口所有的寄存器，详情参考数据手册相关寄存器介绍。 2、控制单元 包含电源管理功能和为存储器卡提供的时钟分频，控制SDIO_CK引脚的时钟输出和数据总线宽度。 3、命令通道单元——命令/响应传输流程 命令通道单元主要是向卡发送命令并从卡接收响应，命令通道如图12-14 所示。
图12-14 命令通道结构图 命令通道单元的状态标志和控制逻辑共同组成一个控制中心——“命令通道状态机（GPSM）”，它能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，协调相关信号动作，完成特定操作，命令状态机示意图如图12-15 。
图12-15正常的命令/响应流程 如图12-15红色箭头所示，当命令写入到SDIO_CMD（命令寄存器）的CMDINDEX（命令索引位），如果有参数，参数应写入到SDIO_ARG（参数寄存器），一旦设置SDIO_CMD的CPSMEN（CPSM使能位）使能后，命令通道开始发送命令。在SDIO_CK时钟下，命令通过移位寄存器从SDIO_CMD引脚移出，并添加CRC校验码和结束位。命令发送完成时，命令通道状态机(CPSM)设置CMDSENT（命令已发送）状态标志并在不需要响应时进入空闲 状态。 当命令发送完毕后，立即进入等待(Wait)状态，同时命令定时器开始运行，当SDIO_CMD有响应传入后，接收到的CRC码将会与内部产生的CRC码比较，如果错误则舍弃，否则设置CMDREND（接收到响应）状态标志，并将接收到的响应存入相应的响应寄存器。如果命令定时器计时超过64个SDIO_CK周期，则视为响应超时，设置超时标志并进入空闲(Idle)状态。 注意：CPSM应保持至少8个SDIO_CK周期空闲状态，以满足NCC和NRC时序限制。 NCC是两个主机命令间的最小间隔；NRC是主机命令与卡响应之间的最小间隔。
图12-16 SDIO命令传输时间间隔 为了方便传输命令，SDIO库函数中专门声明了一个SDIO_CmdInitTypeDef用于命令传输，其结构体如下所示：
（1）SDIO_Argument——SDIO命令参数 如果是命令包含一个参数，在将命令写入命令寄存器（SDIO_CMD）之前，需要先写入命令参数到命令参数寄存器（SDIO_ARG）。 （2）SDIO_CmdIndex——SDIO命令索引 命令索引也叫命令号，它必须小于0x40，该参数主要设置命令寄存器的命令索引位（CMDINDEX） （3）SDIO_Response——SDIO响应类型 该参数用于设置SDIO响应 1..4 寄存器，SDIO 定义两个响应类型：48位短响应和136位长响应，通常命令索引都有固定的响应类型，具体响应类型如表12-16所示。
（4）SDIO_Wait——是否启用或禁用SDIO等待中断请求 该参数主要设置命令寄存器（SDIO_CMD）的WAITPEND位和WAITINT位的值，具体参数如表12-17所示。 WAITPEND设置CPSM在开始发送一个命令之前等待数据传输结束 WAITINT设置CPSM在命令定时器超时后关闭命令超时控制并等待中断请求。
（5）SDIO_CPSM——命令通道状态机(CPSM)使能位 该参数主要设置命令寄存器的CPSMEN位，如果设置该位，则使能CPSM，具体参数如表12-18所示。 命令参数设置完毕后，通过SDIO_SendCommand函数根据SDIO CmdInitStruct中指定的参数初始化SDIO命令，并发送命令，具体函数如下：
4、数据通道与数据FIFO 数据FIFO(first in first out)是一个先进先出数据缓冲区，内部按照32位对齐，共128 Byte，同时具有发送和接收单元。已知SDIO总线属于半双工，通过检测SDIO状态寄存器（SDIO_STA）的TXACT（正在发送数据）和RXACT（正在接收数据）标志，判断当前FIFO处于发送状态or接收状态，当TXACT有效时，发送FIFO代表发送电路和数据缓冲区；当RXACT有效时，接收FIFO代表接收电路和数据缓冲区。
图12-17 数据通道结构示意图 数据通道主要用于主机和卡之间进行数据传输，传输分为两部分：发送数据和接收数据。数据传输之前，需要配置时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）中WIDBUS位配置卡的数据总线宽度，初始化时为1bit模式，之后为了提高传输速率，通常将SD卡配置为4bit模式，传输模式设置为“数据块”传输。 发送和接收流程是由数据通道状态机（DPSM）控制。当数据通道不工作时，SDIO_D[7:0]输出处于高阻状态。当使能数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）的数据传输使能位（DTEN）时，DPSM依据设定的数据方向位（DTDIR）进入Wait_S或Wait_R状态。 发送流程：设置数据控制寄存器的数据使能位以及数据方向为“控制器至卡”，此时DPSM进入Wait_S状态，一旦FIFO中有数据写入时，DPSM开始进入发送状态，此时移位寄存器开始通过数据线发送数据，当数据计数器为0，DPSM发送CRC校验码，然后发送结束位，并进入繁忙状态（BUSY）。 接收流程：设置数据控制寄存器的数据使能位以及数据方向为“卡至控制器”，此时DPSM进入Wait_R状态并等待开始位，当收到开始位时， DPSM进入接收状态，同时数据通道子单元开始从卡接收数据。接收到的串行数据被组合为字节并写入数据FIFO，当数据块计数器达到0时，DPSM等待接收CRC码，如果接收到的代码与内部产生的CRC码匹配，则DPSM进入Wait_R状态，否则设置CRC失败状态标志同时DPSM进入到空闲状态。
图12-18 数据通道状态机 SDIO数据结构体
（1）SDIO_DataTimeOut——数据超时时间 该参数设置数据定时器寄存器（SDIO_DTIMER）的DATATIME位。计数器从SDIO_DTIMER寄存器加载数值，并在数据通道状态机(DPSM)进入Wait_R或繁忙状态时进行递减计数，当计数器减为0，则设置超时标志。超时范围0~232-1 （2）SDIO_DataLength——数据长度 该参数设置数据长度寄存器（SDIO_DLEN）的DATALENGTH位。表示要传输的数据字节数，对于块数据传输，数据长度必须是数据块长度(见SDIO_DCTRL)的整数倍。在写入数据控制寄存器进行数据传输之前，必须先设置数据定时器寄存器和数据长度寄存器。范围0~225-1 （3）SDIO_DataBlockSize——数据块大小 该参数设置了数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）的DBLOCKSIZE位，该位定义了数据块的长度，SD卡通常设置为512Byte，具体参数如表12-19所示
（4）SDIO_TransferDir——传输方向 该参数设置了数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）的DTDIR位，用于设定数据传输方向，具体参数如表12-20所示。
（5）SDIO_TransferMode——数据传输模式 该参数设置了数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）的DTMODE位，用于设置数据传输模式，其中SD卡采用块数据传输，MMC卡采用流数据传输，具体参数如表12-21所示。
（6）SDIO_DPSM——SDIO传输使能位 该参数设置了数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）的DTEN位，参数如表12-22所示。如果设置该位使能，则开始数据传输，根据设置的DTSIR方向位，DPSM进入Wait_S或Wait_R状态。
设置完毕后，调用SDIO_DataConfig函数根据SDIO DataInitStruct中指定的参数初始化SDIO数据路径，具体函数如下：
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