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怎么配置STM32F4的sdio未dma模式和sdnand通信

SD NAND-贴片式TF卡-贴片式SD卡-免费测试2025-08-0120

配置STM32F4的SDIO为DMA模式与SD NAND通信,需结合CubeMX工具配置硬件参数及手动修改代码以解决常见兼容性问题。以下是完整配置步骤和关键注意事项:

一、CubeMX基础配置

  1. SDIO模式设置

    • Mode:选择 SD 4-bit Wide bus(4位总线模式)。

    • Clock Edge:数据捕获沿选Rising Edge(上升沿)。

    • Hardware Flow Control:禁用(部分案例需使能以提升稳定性,根据SD卡兼容性调整)。

  2. DMA通道配置

    • SDIO_RX → 选择 DMA2 Stream3(接收)

    • SDIO_TX → 选择 DMA2 Stream6(发送)

    • 优先级设为MediumHigh,但必须低于SDIO全局中断优先级

    • 添加SDIO的DMA通道:

  3. 中断与时钟配置

    • 确保SDIO时钟源为48MHz(通过PLLQ分频配置)。

    • 计算SDIO实际时钟:SDIO_CK = 48MHz / (CLKDIV + 2),例如CLKDIV=2时时钟为12MHz

    • 开启SDIO全局中断(NVIC中使能)。

    • 时钟树关键点

二、代码修改与关键Bug修复

  1. 初始化模式修复(CubeMX生成代码的必改项)

    • 在生成的sdio.c文件中,定位函数 MX_SDIO_SD_Init()

    • 将总线宽度从SDIO_BUS_WIDE_4B改为SDIO_BUS_WIDE_1B(仅修改初始化阶段,后续再切4位)

hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B; // 修改为1位模式初始化

注意:每次CubeMX重新生成代码后需重复此修改,否则初始化卡死

切换至4位总线模式
初始化完成后调用函数切换至4位模式:

if (HAL_SD_Init(&hsd) == HAL_OK) {
  HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B); // 切换至4位模式}

直接初始化设为4位模式无效

SD卡初始化时钟脉冲(解决检测失败问题)
SD_PowerON()函数中添加74个时钟脉冲(SD 2.0规范要求)

for(int i=0; i<74; i++) {
  SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure); // 发送空命令生成时钟}

三、DMA读写实现与回调函数

  1. DMA读写函数

    • 读数据:HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd, buffer, start_block, block_count)

    • 写数据:HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd, buffer, start_block, block_count)

    • 与轮询模式不同,这些函数非阻塞,调用后立即返回。

  2. 传输完成回调函数
    main.cstm32f4xx_it.c中实现以下回调(用于通知传输完成):

volatile uint8_t tx_complete = 0, rx_complete = 0; // 必须加volatile防止编译器优化void HAL_SD_TxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd) {
  tx_complete = 1; // 写完成标志}void HAL_SD_RxCpltCallback(SD_HandleTypeDef *hsd) {
  rx_complete = 1; // 读完成标志}

使用volatile避免编译器优化导致循环检测失效

DMA中断优先级修正
stm32f4xx_it.c中确保DMA中断优先级低于SDIO中断:

void DMA2_Stream3_IRQHandler(void) {  // RX流
  HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_sdio_rx);}void DMA2_Stream6_IRQHandler(void) {  // TX流
  HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_sdio_tx);}

四、稳定性优化与常见问题

  1. 中断冲突问题

    • SDIO中断优先级 > DMA中断优先级。

    • 避免在中断内调用OS调度API。

    • 若使用RTOS(如FreeRTOS),需确保:

    • 极端情况下可改用轮询模式(Polling),但性能下降。

  2. DMA错误处理

    • 错误HAL_DMA_ERROR_FE(0x02)可能因DMA未正确回调引起,检查中断函数是否遗漏HAL_DMA_IRQHandler()

  3. 堆栈大小调整

    • CubeMX默认堆栈较小,需在startup_stm32f4xx.s中增大堆栈(建议≥0x1000)

五、验证步骤

  1. 基础读写测试

uint8_t tx_buf[512] = {0xAA}, rx_buf[512];HAL_SD_WriteBlocks_DMA(&hsd, tx_buf, 0, 1);  // 写入块0while(!tx_complete);                         // 等待写入完成HAL_SD_ReadBlocks_DMA(&hsd, rx_buf, 0, 1);   // 读取块0while(!rx_complete);

调试建议

  • 通过HAL_SD_GetCardState()检查卡状态(应为HAL_SD_CARD_TRANSFER)。

  • 若初始化失败,检查时钟脉冲是否发送

关键总结

  • 核心步骤:CubeMX配置4位总线 + DMA通道 → 代码中修复初始化模式(1位→4位)→ 实现DMA回调函数 → 优化中断优先级。

  • 稳定性要点:发送74个初始时钟、避免RTOS中断冲突、volatile标志位必选。

  • 典型问题:未改初始化模式导致卡死、DMA回调未触发、时钟未配置为48MHz。

完整示例代码参考:STM32CubeMX SDIO DMA示例(官方库)。
若问题仍存,可尝试替换为Polling模式或参考硬汉嵌入式论坛的稳定性补丁

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