新唐主控NUC505DL13Y驱动SDNAND指南

以下是针对 NUC505DL13Y（Nuvoton Cortex-M4 微控制器）驱动 SD NAND（SPI 模式） 的硬件接线指南与软件代码框架。请根据实际需求调整。

一、硬件接线指南

SD NAND 通常支持 SPI 接口，以下是 NUC505DL13Y 与 SD NAND 的典型连接方式：

注意事项：

1. 电平匹配：NUC505DL13Y 是 3.3V 供电，可直接连接 SD NAND（无需电平转换）。

2. 上拉电阻：建议在 MISO、MOSI、SCK 线上加 10kΩ 上拉电阻。

3. 电源滤波：在 SD NAND 的 VCC 和 GND 之间添加 0.1μF 电容。

二、软件代码框架

1. 依赖库

使用 Nuvoton 标准外设库 (BSP)，需提前安装：

• SPI 驱动库

• GPIO 配置库

2. 关键代码示例

#include "NUC505Series.h"#include "spi.h"#include "gpio.h"// 定义 SPI 和 GPIO#define SD_CS_PIN    P2_0  // 片选引脚// SD 命令定义#define CMD0    0x40+0    // GO_IDLE_STATE#define CMD8    0x40+8    // SEND_IF_COND#define CMD55   0x40+55   // APP_CMD#define ACMD41  0x40+41   // SD_SEND_OP_COND#define CMD17   0x40+17   // READ_SINGLE_BLOCK#define CMD24   0x40+24   // WRITE_BLOCK// 函数声明void SPI_Init(void);void SD_CS(uint8_t state);uint8_t SD_SendCmd(uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t crc);uint8_t SD_Init(void);uint8_t SD_ReadBlock(uint32_t blockAddr, uint8_t *buffer);uint8_t SD_WriteBlock(uint32_t blockAddr, uint8_t *buffer);// 初始化 SPIvoid SPI_Init(void) {
    SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, 100000); // 低速初始化（100kHz）
    GPIO_SetMode(P2, BIT0, GPIO_MODE_OUTPUT);          // 配置 CS 为输出
    SD_CS(1);                                          // 初始时取消片选}// 片选控制void SD_CS(uint8_t state) {
    P20 = (state) ? 1 : 0;}// SPI 传输单字节uint8_t SPI_Transfer(uint8_t data) {
    SPI_WRITE_TX0(SPI0, data);
    SPI_TRIGGER(SPI0);
    while(SPI_IS_BUSY(SPI0));  // 等待传输完成
    return SPI_READ_RX0(SPI0);}// 发送 SD 命令uint8_t SD_SendCmd(uint8_t cmd, uint32_t arg, uint8_t crc) {
    uint8_t res, retry = 0;

    SD_CS(0);                   // 使能片选
    SPI_Transfer(0xFF);         // 发送 8 个时钟

    // 发送命令头
    SPI_Transfer(cmd);
    SPI_Transfer((arg >> 24) & 0xFF);
    SPI_Transfer((arg >> 16) & 0xFF);
    SPI_Transfer((arg >> 8) & 0xFF);
    SPI_Transfer(arg & 0xFF);
    SPI_Transfer(crc);

    // 等待响应（超时重试）
    for (retry = 0; retry < 10; retry++) {
        res = SPI_Transfer(0xFF);
        if ((res & 0x80) == 0) break;
    }
    return res;}// SD 卡初始化uint8_t SD_Init(void) {
    uint8_t res, retry = 0;

    // 发送至少 74 个时钟脉冲
    SD_CS(1);
    for (int i = 0; i < 10; i++) SPI_Transfer(0xFF);

    // 发送 CMD0 复位
    do {
        res = SD_SendCmd(CMD0, 0, 0x95);
        if (retry++ > 10) return 0xFF; // 超时失败
    } while (res != 0x01);

    // 发送 CMD8 检查电压
    res = SD_SendCmd(CMD8, 0x1AA, 0x87);
    if (res == 0x01) {
        // 处理 SD V2.0+ 初始化流程
        // ...
    }

    // 发送 ACMD41 初始化
    do {
        SD_SendCmd(CMD55, 0, 0x01);
        res = SD_SendCmd(ACMD41, 0x40000000, 0x01); // HCS=1
        if (retry++ > 100) return 0xFF;
    } while (res != 0x00);

    // 设置块长度为 512 字节
    SD_SendCmd(16, 512, 0x01);

    // 切换 SPI 到高速模式（例如 10MHz）
    SPI_Close(SPI0);
    SPI_Open(SPI0, SPI_MASTER, SPI_MODE_0, 8, 10000000);

    return 0; // 初始化成功}// 读取单个块（512 字节）uint8_t SD_ReadBlock(uint32_t blockAddr, uint8_t *buffer) {
    uint8_t res;
    res = SD_SendCmd(CMD17, blockAddr, 0x01); // SDSC 卡使用字节地址，SDHC 卡用块地址
    if (res != 0x00) return res;

    // 等待数据令牌 0xFE
    uint16_t retry = 0;
    while (SPI_Transfer(0xFF) != 0xFE) {
        if (retry++ > 0xFFF) return 0xFF;
    }

    // 读取 512 字节
    for (uint16_t i = 0; i < 512; i++) {
        buffer[i] = SPI_Transfer(0xFF);
    }

    // 丢弃 CRC
    SPI_Transfer(0xFF);
    SPI_Transfer(0xFF);
    SD_CS(1);
    return 0;}// 主函数示例int main(void) {
    SYS_Init();        // NUC505 系统初始化
    SPI_Init();
    uint8_t status = SD_Init();
    uint8_t buffer[512];

    if (status == 0) {
        SD_ReadBlock(0, buffer); // 读取第 0 块
    }

    while(1);}

三、关键注意事项

1. 时序调整：

• 初始化阶段使用 低速 SPI（如 100kHz），初始化完成后可切换到更高频率（如 10MHz）。

• 部分 SD NAND 需要更严格的时序，需根据数据手册调整延时。

2. SD 卡类型处理：

• SDSC（标准容量卡）：使用 字节地址。

• SDHC/SDXC（高容量卡）：使用 块地址（直接传递参数）。

3. 错误处理：

• 所有读写操作需添加重试机制。

• 检查 SD_SendCmd 的返回值，确保命令执行成功。

4. 文件系统集成：

• 可结合 FatFS 等文件系统库实现 FAT32/exFAT 读写。

四、调试建议

1. 使用逻辑分析仪抓取 SPI 波形，验证命令和数据传输。

2. 通过 LED 或串口打印调试信息（如初始化状态、错误码）。

3. 参考 SD 卡物理层规范文档 (SD Association)。

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