microSD 卡类型与电压规范

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SD 卡类型 供电电压 (VDD) 信号电压 (I/O) 是否兼容 ESP32 说明与建议
High Voltage SD 2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V) 2.7V ~ 3.6V(典型 3.3V) 标准 SD 卡,完全兼容,推荐使用
LVS 2.7V ~ 3.6V 1.70V ~ 1.95V ESP32 不支持低电平信号,不兼容
UHS-II / UHS-III VDD1: 2.7V ~ 3.6V
VDD2: 1.70V ~ 1.95V
使用多个独立的供电电压 用于高速设备(相机等),淘宝上 金士顿256G 读280M UHS-II¥369
SD Express VDD1: 2.7V ~ 3.6V
VDD2: 1.70V ~ 1.95V
可选 VDD3: 1.14V ~ 1.30V
使用多个独立的供电电压(使用PCIe/NVMe协议) 高速新标准,仅支持专用主控,淘宝上任天堂Swithch2专用的256G SanDiskExperess ¥499
  • 注: 常见市售 microSD 卡(如 Sandisk、Kingston 标准款)都属于 High Voltage 类型,ESP32 可放心使用。还可从丝印标注和引脚个数方面进行区分:

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典型microSD 卡引脚定义

    ____________________________
   |                            |
   |  1  2  3  4  5  6  7  8     <- 插槽触点(面朝上)
   |____________________________|
  • 下面两图片截取自 MicroSDCard_Module
  • 绝大多数市售 microSD 卡都同时支持 SD 模式 和 SPI 模式:
模式 使用引脚 描述
SPI 模式 2, 3, 4, 5, 6, 7 通用 MCU 接口,兼容性强
SD 模式(4位数据) 1–7 更高速,但需专用 SDIO 控制器
  • 引脚定义(标准 SD 模式 / SPI 模式):
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引脚编号 名称 SPI 模式对应引脚 说明
1 DAT2 数据线(SD模式)
2 CD/DAT3 CS (Chip Select) SPI 模式中作为片选信号
3 CMD MOSI 命令线,SPI 中为主输出从输入
4 VDD VDD 电源输入,典型 3.3V
5 CLK SCK 时钟线
6 VSS GND 地线
7 DAT0 MISO 数据线,SPI 中为主输入从输出
8 DAT1 数据线(SD模式)
信号线 默认电气状态 主要作用 备注
DAT3 内置 50kΩ 上拉 卡检测 + SPI/SD 模式选择 主机驱动低为 SPI 模式,保持高为 SD 模式
DAT1 输入 可做中断输出线(SDIO) 未使用时应为输入状态
DAT2 输入 可做读取等待信号(SDIO) 未使用时应为输入状态

引脚连接

  • SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification 第 7 章:SPI Mode 专门讲解 SD 卡在 SPI 模式 下的通信协议、命令格式、数据传输、错误处理等内容。SPI 模式 接线简单,兼容性强,为一般项目首选方案。
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  • 卡座模块主要由卡座和上拉电阻(开漏模式仅有一个三极管)组成:

    • 总线空闲时提供稳定电平 防止线悬空引起抖动、误动作
    • 防止上电时误触发命令
    • 进入 SPI 模式的判断信号 SPI 模式进入条件:CS(=DAT3)必须为低电平,需要其余引脚保持高
    • 保护 MCU GPIO 在 MCU 尚未设置 GPIO 模式前避免冲突或大电流灌入

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  • 典型10K上拉电阻
   MCU GPIO  ─────┬──────── DAT0(或 DATx)
                  │
                [10kΩ]
                  │
                VDD(3.3V)
  • Micro SD卡(也称为TF卡)实际上只有8个引脚,用于数据传输和电源。而SD卡座有9个引脚,多出来的第9个引脚通常用于检测卡座中是否插入了SD卡或Micro SD卡,插入后CD为低电平,以及用于实现写保护功能,这并不直接与数据传输相关。第九个引脚也可不连接。
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