STM32L496 SPI读取SD NAND教程

在STM32L496上使用SPI模式读取SD NAND的步骤如下：

1. 硬件连接

• SPI引脚配置：

• SCK：SPI时钟（如PA5, PB3等）

• MOSI：主机输出从机输入（如PA7, PB5等）

• MISO：主机输入从机输出（如PA6, PB4等）

• CS：片选信号（任意GPIO，如PA4）

• VCC/GND：供电（3.3V）

2. 软件配置

2.1 初始化SPI

使用STM32CubeMX或代码配置SPI参数：

SPI_HandleTypeDef hspi;hspi.Instance = SPI1;hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;   // CPOL=0hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;       // CPHA=0 (SPI Mode 0)hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;              // 软件控制CShspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256; // 初始化时低速HAL_SPI_Init(&hspi);

2.2 配置GPIO

• CS引脚设为输出，初始高电平：

• HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
  

3. SD卡初始化

3.1 发送CMD0（复位）

uint8_t cmd0[] = {0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95};uint8_t response;HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi, cmd0, &response, 1, 100);HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);// 预期响应0x01（空闲状态）

3.2 发送CMD8（检查电压范围）

uint8_t cmd8[] = {0x48, 0x00, 0x00, 0x01, 0xAA, 0x87};// ...类似CMD0流程，检查响应

3.3 发送ACMD41（初始化）

// 先发送CMD55（APP_CMD）uint8_t cmd55[] = {0x77, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x65};// 再发送ACMD41uint8_t acmd41[] = {0x69, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x77};// 循环发送直到响应为0x00（初始化完成）

3.4 发送CMD58（读取OCR）

uint8_t cmd58[] = {0x7A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFD};// 检查OCR确认卡类型（SDHC/SDXC等）

4. 读取数据（CMD17）

4.1 发送读取命令

uint32_t block_address = 0x0000; // 要读取的块地址uint8_t cmd17[] = {
    0x51, 
    (uint8_t)(block_address >> 24),
    (uint8_t)(block_address >> 16),
    (uint8_t)(block_address >> 8),
    (uint8_t)(block_address),
    0xFF // CRC};HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(&hspi, cmd17, sizeof(cmd17), 100);

4.2 等待数据令牌（0xFE）

uint8_t token;do {
    HAL_SPI_Receive(&hspi, &token, 1, 100);} while (token != 0xFE);

4.3 读取数据块

uint8_t data[512];HAL_SPI_Receive(&hspi, data, 512, 100);// 可选：读取CRC（SPI模式下通常忽略）uint8_t crc[2];HAL_SPI_Receive(&hspi, crc, 2, 100);HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);

5. 优化与注意事项

• 时钟速率：初始化完成后可提高SPI速度（调整BaudRatePrescaler）。

• DMA传输：使用DMA提高读取效率。

• 错误处理：添加超时检测和重试机制。

• 文件系统：集成FatFs以支持文件级操作。

参考代码片段（简化版）

void SD_ReadBlock(uint32_t block, uint8_t *data) {
    uint8_t cmd[6] = {0x51, (uint8_t)(block >> 24), (uint8_t)(block >> 16), 
                      (uint8_t)(block >> 8), (uint8_t)block, 0xFF};
    HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_SPI_Transmit(&hspi, cmd, 6, 100);
    
    // 等待响应
    uint8_t response;
    do {
        HAL_SPI_Receive(&hspi, &response, 1, 100);
    } while (response != 0xFE);
    
    // 读取数据
    HAL_SPI_Receive(&hspi, data, 512, 100);
    HAL_GPIO_WritePin(SD_CS_GPIO_Port, SD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);}

常见问题

• 无响应：检查硬件连接、SPI模式、CS信号时序。

• CRC错误：SPI模式下可忽略CRC，但需确保命令格式正确。

• 初始化失败：确认发送CMD0后收到0x01，并多次重试ACMD41。

建议参考SD Association的《Physical Layer Simplified Specification》文档获取协议细节。

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