SD NAND写入数据丢失问题分析与解决方案

核心问题分析

您提到的 data0 keep low的时间 指的是在 SPI 通信模式下，SD NAND 的 DATA0 (MISO) 线被拉低的时间。这通常表示 SD NAND 正处于繁忙状态，内部正在执行编程（写入）或擦除操作，此时主机必须等待它准备好才能发送下一个命令。

问题根源： 您丢失了45秒的数据，根本原因是在这45秒内，连续多次的写入命令都遇到了SD NAND的内部繁忙期，并且您的程序没有正确地等待它变得不繁忙，导致写入失败或数据丢失。

问题解答

1. 必须512B一包着写吗？

是的，绝大多数情况下必须。

• SD协议规范： SD卡（包括SD NAND）的物理读写操作必须以块（Block）为单位进行。标准的块大小就是 512字节。这是硬件的限制。

• 底层驱动限制： 您使用的底层SD/SPI驱动函数（如 sd_write() 或 SPI_WriteBlock()）几乎肯定要求您传入恰好一个块（512字节）或多个块（512字节的倍数）的数据。

• 您的操作： 您“2s写一次数据，看每个512B写完”，这个思路是完全正确的。您已经是在按块写入。

所以，问题不出在数据包大小上，而出在写入流程和状态处理上。

2. 为什么Data0会Keep Low？以及为什么会导致丢数？

这是一个标准的写入流程，您的流程可能缺少了第4步或第5步：

1. 主机发送写入命令（CMD24/25）: 告诉SD NAND“我要开始写数据了”。

2. 主机发送数据令牌（Start Block）: 紧接着命令，发送一个起始令牌。

3. 主机发送512字节数据 + 2字节CRC: 将您要写的数据发送过去。

4. SD NAND回应数据响应令牌: SD NAND会返回一个字节的响应，表明它是否正确地接收到了数据。（很多初学者会忽略检查这个响应！）

5. SD NAND进入编程状态（Data0保持为低）: 此时，SD NAND开始 internally 将接收到的数据编程（写入）到闪存单元中。这个过程中，DATA0 线会一直被拉低。

6. 主机等待繁忙结束: 主机必须不断地发送时钟脉冲并读取DATA0线的状态，直到DATA0变高，表示编程完成。

7. 主机发送下一个命令: 只有等到DATA0变高后，才能发送下一包数据或下一个命令。

您的“丢数”就发生在这里：
如果您在DATA0还为低（繁忙）时，就强行发送下一包512字节的数据，SD NAND是无法接收的。这会导致：

• 本次写入直接失败。

• 或者破坏SD NAND内部的状态机，导致文件系统损坏，后续写入全部失败。

45秒丢了22次（2秒一次）数据，表明在这45秒内，每次写入操作都失败了。

解决方案与代码建议

您的ARM程序必须在每次写入后，增加等待繁忙结束的步骤。

以下是基于SPI模式的标准代码逻辑流程（伪代码）：

// 假设有底层函数：发送命令、接收响应、交换字节等

#define SD_WRITE_BLOCK_CMD 24   // 写单块命令
#define SD_START_BLOCK_TOKEN 0xFE // 数据起始令牌
#define SD_BUSY_TIMEOUT 5000    // 等待超时时间（毫秒），可根据需要调整

/**
 * @brief 向SD NAND写入一个块（512字节）
 * @param pBuffer: 数据缓冲区指针
 * @param WriteAddr: 写入地址
 * @retval 成功: 0, 失败: 1
 */
uint8_t SD_WriteBlock(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr) {
    uint8_t response;
    uint32_t timeout;

    // 1. 发送写命令 CMD24
    response = SD_SendCommand(SD_WRITE_BLOCK_CMD, WriteAddr, 0xFF);
    if (response != 0x00) { // 期望返回0x00表示命令被接受
        return 1; // 命令发送失败
    }

    // 2. 发送起始令牌 0xFE
    SPI_ReadWriteByte(SD_START_BLOCK_TOKEN);

    // 3. 发送512字节数据
    for (uint16_t i = 0; i < 512; i++) {
        SPI_ReadWriteByte(pBuffer[i]);
    }

    // 4. 发送2字节伪CRC（通常可以忽略，但协议要求发送）
    SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    SPI_ReadWriteByte(0xFF);

    // 5. 获取数据响应令牌（非常重要！）
    response = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
    // 响应字节的高5位应该是 00101
    if ((response & 0x1F) != 0x05) {
        return 1; // SD卡未正确接收数据
    }

    // 6. 【关键步骤】等待SD卡编程完成，DATA0变高
    timeout = 0;
    while (SPI_ReadWriteByte(0xFF) != 0xFF) { // 不断读，直到返回0xFF
        timeout++;
        if (timeout > SD_BUSY_TIMEOUT) {
            return 1; // 等待超时，写入失败
        }
        // 这里可以加一个短延时，比如delay_ms(1)，避免循环太快
        Your_Delay_Function(1);
    }

    return 0; // 写入成功
}

在您的应用层代码中：

void main_loop(void) {
    uint8_t data_buffer[512];

    while (1) {
        // 1. 采集或准备2秒的数据，填充到data_buffer中
        Prepare_Data(data_buffer);

        // 2. 调用写块函数
        if (SD_WriteBlock(data_buffer, target_address) != 0) {
            // 处理错误：打印日志、亮错误灯、尝试重新初始化SD卡等
            printf("Write Error at address: %lu ", target_address);
        } else {
            // 写入成功，更新下一个写入地址
            target_address += 512;
        }

        // 3. 等待2秒
        Your_Delay_Function(2000);
    }
}

总结与建议

1. 检查底层驱动： 确保您使用的SD卡驱动库包含了等待编程完成的步骤。很多简化版的驱动会遗漏这一点。

2. 超时处理： 等待繁忙一定要有超时机制，否则SD卡一旦彻底卡死，您的程序也会永远卡住。

3. 错误处理： 每次写入后都要检查错误返回值，不要假设每次写入都会成功。对于重要数据，失败后应有重试机制。

4. 文件系统考虑： 如果您使用了FATFS等文件系统，f_write()之后需要调用f_sync()才能确保数据真正被写入物理介质。否则数据可能还在缓存里。

5. 电源问题： 确保您的SD NAND供电稳定。写入瞬间功耗较大，电压跌落可能导致写入失败甚至损坏卡。

首先，请重点检查并修改您的底层 SD_WriteBlock 函数，加入等待 DATA0 变高的逻辑。 这很可能就是解决您问题的关键。

热门标签：SD NAND FLASH 贴片式TF卡 贴片式SD卡 SD FLASH NAND FLASH