以下是STM32F407与SD NAND(基于SD协议)的硬件接线示意图和注意事项,分为两种常见模式:SDIO模式(高速)和SPI模式(低速但引脚少)。请根据需求选择。
SDIO接口是STM32F407与SD卡/NAND通信的高速协议(支持4位数据线)。
硬件接线:
SD NAND 引脚 | 功能 | STM32F407 引脚 | 备注 |
---|---|---|---|
CLK | 时钟 | SDIO_CK (PC12) | 必须连接 |
CMD | 命令/响应 | SDIO_CMD (PD2) | 必须连接 |
DAT0 | 数据线0 | SDIO_D0 (PC8) | 必须连接(最低要求) |
DAT1 | 数据线1 | SDIO_D1 (PC9) | 可选(4位模式需连接) |
DAT2 | 数据线2 | SDIO_D2 (PC10) | 可选(4位模式需连接) |
DAT3 | 数据线3/片选 | SDIO_D3 (PC11) | 可选(4位模式需连接) |
VCC | 电源3.3V | 3.3V电源 | 确保电流足够 |
GND | 地 | GND | 共地 |
引脚分配:
具体引脚号需参考STM32F407数据手册(如封装为LQFP144,PC8~PC11和PD2可能被复用为SDIO功能)。
若使用4位数据模式,需连接DAT0~DAT3;1位模式只需DAT0。
上拉电阻:
SDIO协议要求CMD和DAT0~3线上有10kΩ~50kΩ上拉电阻(部分SD NAND模块已内置)。
电源:
SD NAND需3.3V供电,确保电源稳定(可加100nF去耦电容)。
检测引脚(可选):
若需检测卡插入状态,可连接SD NAND的CD(Card Detect)引脚到STM32的GPIO,并通过10kΩ上拉。
若SDIO引脚被占用,或对速度要求不高,可使用SPI模式(仅需4根线)。
硬件接线:
SD NAND 引脚 | 功能 | STM32F407 引脚 | 备注 |
---|---|---|---|
CLK | SPI时钟 | SPIx_SCK (如PA5) | 需配置为SPI模式 |
CMD | MOSI | SPIx_MOSI (如PA7) | 主机输出,从机输入 |
DAT0 | MISO | SPIx_MISO (如PA6) | 主机输入,从机输出 |
DAT3/CS | 片选 | GPIOx (如PA4) | 自定义片选引脚 |
VCC | 电源3.3V | 3.3V电源 | |
GND | 地 | GND |
SPI配置:
需在STM32CubeMX中配置SPI外设(如SPI1),模式为CPOL=0, CPHA=0(模式0)。
片选引脚(CS)需手动控制(设置为GPIO输出模式)。
上拉电阻:
SPI模式下,CMD、DAT0、DAT3需外接10kΩ上拉电阻(部分SD NAND模块已集成)。
速度限制:
SPI模式最高速率通常为SD NAND支持的最大SPI时钟(例如25MHz)。
电平匹配:
确保STM32F407的GPIO电压与SD NAND一致(一般为3.3V)。
PCB布局:
保持CLK和DATA线短且等长,避免干扰(尤其SDIO模式)。
软件配置:
使用STM32CubeMX初始化SDIO/SPI外设。
文件系统推荐使用FATFS(需实现底层读写驱动)。
STM32F407 SD NAND
PC12 (SDIO_CK) ------> CLK
PD2 (SDIO_CMD) ------> CMD
PC8 (SDIO_D0) ------> DAT0
PC9 (SDIO_D1) ------> DAT1
PC10 (SDIO_D2) ------> DAT2
PC11 (SDIO_D3) ------> DAT3
3.3V ------> VCC
GND ------> GND
使用STM32CubeMX生成SDIO/SPI初始化代码。
调用HAL_SD_Init()
(SDIO模式)或HAL_SPI_Transmit()
(SPI模式)测试通信。
通过FATFS挂载文件系统并读写测试文件。