STM32F303ZET6驱动SDNAND贴片式TF卡贴片式SD卡指南

以下是关于STM32F303ZET6驱动SD NAND（SD卡）的详细指南，涵盖硬件接线、软件代码、注意事项及问题处理。

一、硬件接线图

1. SDIO模式（推荐高速传输）

• 引脚分配：

  SD卡引脚	STM32F303引脚	功能
  CLK	PC12 (SDIO_CK)	时钟信号
  CMD	PD2 (SDIO_CMD)	命令/响应线
  D0	PC8 (SDIO_D0)	数据线0
  D1	PC9 (SDIO_D1)	数据线1
  D2	PC10 (SDIO_D2)	数据线2
  D3	PC11 (SDIO_D3)	数据线3
  VCC	3.3V	电源
  GND	GND	地线

• 注意事项：

• 在数据线（D0-D3）和CMD线上添加10kΩ上拉电阻。

• 确保电源稳定，建议使用100nF电容滤波。

2. SPI模式（简单但速度较慢）

• 引脚分配：

  SD卡引脚	STM32F303引脚	功能
  CLK	PA5 (SPI1_SCK)	时钟信号
  DI (MOSI)	PA7 (SPI1_MOSI)	主机输出从机输入
  DO (MISO)	PA6 (SPI1_MISO)	主机输入从机输出
  CS	PA4 (自定义GPIO)	片选信号
  VCC	3.3V	电源
  GND	GND	地线

• 注意事项：

• MISO需要10kΩ上拉电阻。

• 片选信号（CS）需通过GPIO控制。

二、软件驱动代码

1. SDIO模式（使用HAL库）

#include "stm32f3xx_hal.h"SD_HandleTypeDef hsd;void SDIO_Init(void) {
  hsd.Instance = SDIO;
  hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
  hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
  hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
  hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_4B;
  hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
  hsd.Init.ClockDiv = 4; // 调整分频使时钟≤24MHz（SD卡最大频率）
  
  if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }}// 读取块数据HAL_StatusTypeDef SD_ReadBlock(uint32_t blockAddr, uint8_t *pData) {
  return HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, pData, blockAddr, 1, 1000);}// 写入块数据HAL_StatusTypeDef SD_WriteBlock(uint32_t blockAddr, uint8_t *pData) {
  return HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, pData, blockAddr, 1, 1000);}

2. SPI模式（基于SPI协议）

#include "stm32f3xx_hal.h"SPI_HandleTypeDef hspi1;void SPI_Init(void) {
  hspi1.Instance = SPI1;
  hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
  hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
  hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
  hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
  hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
  hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256; // 初始低速
  HAL_SPI_Init(&hspi1);}// 发送SPI命令uint8_t SD_SPI_Command(uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t crc) {
  uint8_t response;
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // CS拉低
  HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &cmd, 1, 100);
  HAL_SPI_Transmit(&hspi1, (uint8_t*)&arg, 4, 100);
  HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &crc, 1, 100);
  HAL_SPI_Receive(&hspi1, &response, 1, 100);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // CS拉高
  return response;}

三、注意事项

1. 电源稳定：SD卡需要稳定的3.3V供电，避免电压波动导致数据损坏。

2. 上拉电阻：SDIO模式下D0-D3和CMD必须上拉；SPI模式下MISO需上拉。

3. 时钟频率：

• SDIO模式初始化时建议≤400kHz，初始化后可提升至24MHz。

• SPI模式初始化时使用低速（如100kHz），后续可提速至25MHz（需SD卡支持）。

4. 文件系统：若使用FATFS，需正确处理diskio.c中的底层读写函数。

5. 热插拔检测：可通过GPIO检测卡插入事件（部分开发板支持）。

四、常见问题及处理

1. 检测不到SD卡

• 检查步骤：

• 确认电源和地线连接正确。

• 用万用表测量SD卡槽的VCC是否为3.3V。

• 检查上拉电阻是否焊接。

• 在代码中轮询卡状态：HAL_SD_GetCardState(&hsd).

2. 读写失败

• 可能原因：

• 数据线接触不良（重点检查D0和CMD）。

• 时钟频率过高（降低ClockDiv或BaudRatePrescaler）。

• DMA配置错误（确保DMA通道正确并使能）。

3. 数据损坏

• 解决方案：

• 在SDIO模式下启用CRC校验：HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B).

• 缩短数据线长度，避免信号反射。

4. SPI模式无响应

• 调试方法：

• 使用逻辑分析仪捕捉SPI波形，确认CS、CLK、MOSI信号正常。

• 检查SD卡是否支持SPI模式（部分卡可能需要发送CMD0多次）。

五、参考资源

1. STM32CubeF3 SDK：包含SDIO和SPI的完整示例（路径：STM32Cube_FW_F3_Vx.x.x/Projects/STM32F3-Discovery/Applications）。

2. SD卡物理层规范：参考官方文档《Physical Layer Simplified Specification》。

通过上述步骤和代码，可快速实现SD NAND的驱动开发。遇到问题时，优先检查硬件连接和时钟配置。

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