1
        SD 大卡（32×24×2.1mm）      TF 卡 = microSD（15×11×1.0mm）
2
         ┌──────────────┐           ┌─────┐
3
         │  ████████████│           │░░░░░│
4
         │  ██  SD ██   │           │░░░░░│
5
         │  ████████████│           └─────┘
6
         └──────────────┘             ↑
7
           9-pin 金手指              8-pin 金手指

1
┌─────────────────────────────────────────┐
2
│              TF 卡内部                    │
3
│  ┌─────────┐         ┌───────────────┐  │
4
│  │  NAND   │  ◄───►  │  微型控制器    │  │
5
│  │  Flash  │         │  (FTL 层)     │  │
6
│  │  存储体  │         │  坏块管理     │  │
7
│  │         │         │  磨损均衡     │  │
8
│  │         │         │  ECC 纠错     │  │
9
│  └─────────┘         └───────┬───────┘  │
10
│                               │          │
11
│                        SPI / SDIO 接口   │
12
└───────────────────────────────┼──────────┘
13
                                │
14
                     MOSI MISO CLK CS

1
                  2GB                   32GB                     2TB
2
     SDSC         │       SDHC          │        SDXC           │
3
 ─────────────────┼─────────────────────┼───────────────────────┼──►
4
   Byte 寻址      │     512B Block 寻址  │    512B Block 寻址     │
5
   FAT16          │     FAT32           │    exFAT              │

1
顺序读写（Sequential）：
2
 ┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐
3
 │0│1│2│3│4│5│6│7│  → 连续扇区，速度最快
4
 └─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘
5

6
随机读写（Random）：
7
 ┌──────────────────────────────────────────┐
8
 │扇区0 │...│扇区73 │...│扇区512 │...│扇区8│  → 跳来跳去，慢
9
 └──────────────────────────────────────────┘

1
// 裸扇区读写：没有任何"文件"概念
2
uint8_t buf[512];
3
sd_read_sector(1000, buf);  // 读第 1000 号扇区
4
sd_write_sector(2000, buf); // 写第 2000 号扇区

1
FILE *f = fopen("/sdcard/log.txt", "a");
2
fprintf(f, "temperature: %d\n", temp);
3
fclose(f);
4
// 拔卡插电脑——直接打开 log.txt 就能看

1
┌───────────┬───────────┬───────────┬───────────┬───────────┐
2
│   MBR     │    FAT 表  │   根目录  │   数据区   │   数据区   │
3
│  (扇区0)   │  (簇链表)  │ (文件索引) │ (簇2开始)  │   ...     │
4
└───────────┴───────────┴───────────┴───────────┴───────────┘

1
假设 log.txt 占用了簇 5、簇 8、簇 12：
2

3
FAT 表：   簇5 → 簇8 → 簇12 → EOF
4
          (5号位置 (8号位置 (12号位置
5
           写"8")  写"12") 写结束标记)
6

7
文件即使碎片化分散在不同扇区，FAT 表能把它们串起来。

1
// 裸 FATFS：用 f_open / f_read / f_write，而不是 fopen / fread / fwrite
2
FATFS fs;
3
FIL file;
4
f_mount(&fs, "", 1);           // 挂载文件系统
5
f_open(&file, "log.txt", FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);
6
f_write(&file, "hello", 5, &bw);
7
f_close(&file);

1
// VFS 模式：用 fopen / fread / fwrite / fprintf 等标准 C 函数
2
FILE *f = fopen("/sdcard/log.txt", "w");
3
fprintf(f, "hello\n");
4
fclose(f);

1
 SD 命令帧（SPI 模式）
2
 ┌──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐
3
 │ Byte0    │ Byte1    │ Byte2    │ Byte3    │ Byte4    │ Byte5    │
4
 │ 0 1 xxxxx│地址[31:24]│地址[23:16]│地址[15:8]│地址[7:0] │ CRC      │
5
 └──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘
6
   命令索引   32-bit 参数（扇区号 / 字节偏移）

1
#include "spi_sdcard.h"
2
#include "esp_vfs_fat.h"
3

4
sdmmc_card_t* sdcard;  // ★ 全局卡信息句柄，挂载成功后指向卡信息

1
if (sdcard != NULL) {
2
    printf("SD Card Size: %llu MB\n",
3
           ((uint64_t)sdcard->csd.capacity * sdcard->csd.sector_size) / (1024 * 1024));
4
}

1
esp_err_t sd_spi_init(void)
2
{
3
    esp_err_t ret;
4

5
    // ① 获取默认 SPI 主机配置
6
    const sdmmc_host_t host = SDSPI_HOST_DEFAULT();

1
    // ② 配置 Slot（主要是改 CS 引脚）
2
    sdspi_device_config_t slot_config = SDSPI_DEVICE_CONFIG_DEFAULT();
3
    slot_config.host_id = SPI2_HOST;   // 明确用 SPI2
4
    slot_config.gpio_cs = GPIO_NUM_2; // 覆盖默认 GPIO 10

1
    // ③ 配置 FAT 文件系统参数
2
    esp_vfs_fat_mount_config_t mount_config = {
3
        .format_if_mount_failed = false,   // 挂载失败不格式化（保护数据）
4
        .max_files = 5,                    // 最多同时打开 5 个文件
5
        .allocation_unit_size = 0,         // 自动选择簇大小
6
        .disk_status_check_enable = false, // 不轮询磁盘状态
7
    };

1
    // ④ 一行搞定：SPI 初始化 + SD 识别 + FAT 挂载 + VFS 注册
2
    ret = esp_vfs_fat_sdspi_mount("/sdcard", &host, &slot_config,
3
                                   &mount_config, &sdcard);
4

5
    return ret;
6
}

1
写文件流程：fopen("/sdcard/test.txt","w") → fprintf → fclose
2

3
  应用层:  fopen              fprintf           fclose
4
            │                   │                 │
5
   VFS:     │ 路由 /sdcard      │ 路由 /sdcard     │ 路由 /sdcard
6
            ▼                   ▼                 ▼
7
  FATFS:  f_open              f_write           f_close
8
            创建目录项          计算扇区号         更新目录项
9
            分配首簇            攒满一个扇区        写回 FAT 表
10
            写入 FAT 表         CMD24 写扇区
11
                                 ▼
12
  SDSPI:   ───────────    CMD24 → 扇区号 → 512B 数据 → SPI2 → TF 卡
13
           不涉及 SPI

1
// SDSC (≤2GB): 用 Byte 寻址
2
// 读第 1 个扇区: CMD17 的参数 = 512（字节偏移）
3
// 读第 2 个扇区: CMD17 的参数 = 1024
4

5
// SDHC/SDXC (>2GB): 用 Block 寻址
6
// 读第 1 个扇区: CMD17 的参数 = 0（扇区号）
7
// 读第 2 个扇区: CMD17 的参数 = 1

1
  SPI2 总线 = 一组 SCLK/MOSI/MISO（物理线缆）
2

3
  ┌ SPI2 ───┬─── LCD (CS=GPIO48)   ← 拉低 CS48 → LCD 被选中
4
  │         │
5
  │         └─── SD  (CS=GPIO2)    ← 拉低 CS2 → SD 被选中
6
  │
7
  两个从机永远不会同时被选中（CS 互斥）