在 STM32F103VCT6 上使用 SDIO 接口驱动 SDNAND 需要硬件接线和软件驱动的配合,以下是详细的步骤:
STM32F103VCT6 支持 SDIO 接口,可以直接连接 SDNAND。以下是接线方式:
引脚连接
如果使用 1-bit 模式,仅连接 SDIO_D0
。
如果使用 4-bit 模式,连接 SDIO_D0~D3
。
SDIO_D0~D3
(PA8, PC8, PC9, PC10):连接 SDNAND 的数据引脚。
SDIO_CMD
(PD2):连接 SDNAND 的命令引脚。
SDIO_CLK
(PC12):连接 SDNAND 的时钟引脚。
VDD
:3.3V 电源。
GND
:地。
上拉电阻:SDNAND 的 CMD 和 DATA 引脚需要接 10kΩ 上拉电阻到 3.3V,以确保信号稳定。
注意事项
确保线路长度尽量短,减少信号干扰。
3.3V 的供电需要稳定。
STM32F103VCT6 的 SDIO 驱动可以通过 STM32 HAL 库或直接操作寄存器实现。
使用 STM32CubeMX 或手动初始化 SDIO。
初始化 SDIO 接口
设置时钟频率:初始为 400kHz(低速模式),完成初始化后切换到高速模式(如 24MHz)。
配置总线宽度:设置为 1-bit 或 4-bit 模式。
HAL 库初始化代码示例代码如下:
SD_HandleTypeDef hsd;void MX_SDIO_SD_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_1B; // 或 SDIO_BUS_WIDE_4B
hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
hsd.Init.ClockDiv = 118; // 初始 400kHz (48MHz / (118 + 2))
if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK) { // 错误处理
}
}
使用 DMA 加速数据传输
配置 DMA 通道,将 SDIO 数据寄存器作为传输目标。
在 HAL 库中,DMA 支持通过 HAL_SD_ReadBlocks_DMA
和 HAL_SD_WriteBlocks_DMA
读写数据。
SDNAND 的初始化类似标准 SD 卡协议,包括以下步骤:
发送初始化命令
CMD0:复位卡。
CMD8:检测电压范围。
ACMD41:查询卡的初始化状态。
CMD2:读取卡 CID。
CMD3:获取相对地址(RCA)。
CMD7:选择卡并进入传输状态。
初始化代码
if (HAL_SD_InitCard(&hsd) != HAL_OK) { // 初始化失败处理}if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK) { // 配置 4-bit 模式}
单块读写使用 HAL 库的 HAL_SD_ReadBlocks
和 HAL_SD_WriteBlocks
函数:
uint8_t data[512];uint32_t block_addr = 0;// 读单个数据块if (HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, data, block_addr, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) { // 读数据失败处理}// 写单个数据块if (HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, data, block_addr, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) { // 写数据失败处理}
多块读写
if (HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd, data, block_addr, num_blocks) != HAL_OK) { // DMA 读数据失败处理}if (HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd, data, block_addr, num_blocks) != HAL_OK) { // DMA 写数据失败处理}
使用 FAT 文件系统(如 FatFs)实现高级存储功能:
挂载文件系统
FATFS fs;if (f_mount(&fs, "", 1) != FR_OK) { // 挂载失败处理}
文件读写操作
FIL file;
UINT bw;// 创建并写入文件if (f_open(&file, "test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE) == FR_OK) {
f_write(&file, "Hello, SDNAND!", 14, &bw);
f_close(&file);
}
初始化失败
检查电气连接是否正确,特别是 CMD 和 DATA 的上拉电阻。
确认供电电压是否稳定。
使用逻辑分析仪查看初始化命令的响应。
数据读写错误
检查 CMD 和 DATA 信号完整性。
确保总线模式配置正确(1-bit 或 4-bit)。
性能问题
使用 DMA 提高传输速率。
确保 SDIO 时钟频率设置合理(如 24MHz)。
STM32F103VCT6 驱动 SDNAND 的 SD 模式,需要正确连接硬件,并通过 STM32 的 SDIO 外设进行初始化和数据读写。使用 HAL 库可以简化开发,并可结合文件系统实现高级存储功能。如果需要更高性能,建议启用 DMA 传输并优化系统时钟配置。