STM32F10x通过SPI接口读写SD卡TF卡示例工程

适用场景

该示例工程专为需要在STM32F10x系列微控制器上实现SD卡和TF卡数据存储功能的开发者设计。适用于以下应用场景：

• 数据采集系统的本地存储方案
• 嵌入式设备的固件升级功能
• 工业控制系统的日志记录
• 多媒体设备的文件存储管理
• 物联网设备的离线数据缓存

特别适合资源受限的嵌入式环境，通过SPI接口实现低成本、高效率的存储解决方案。

适配系统与环境配置要求

硬件要求

• STM32F10x系列微控制器（如STM32F103C8T6）
• 标准SD卡或TF卡（支持SPI模式）
• SPI接口连接线缆
• 3.3V电源供电系统

软件要求

• Keil MDK或STM32CubeIDE开发环境
• STM32标准外设库或HAL库
• FatFs文件系统（可选，用于文件操作）
• 支持C语言的编译工具链

引脚配置

工程默认使用以下SPI引脚配置：

• SPI1_SCK: PA5
• SPI1_MISO: PA6
• SPI1_MOSI: PA7
• CS引脚: 用户自定义（通常使用GPIO输出控制）

资源使用教程

1. 工程导入与配置

将示例工程导入到开发环境中，检查以下关键配置：

• 系统时钟配置是否正确
• SPI外设时钟使能
• GPIO引脚模式设置（推挽输出、上拉输入等）

2. SPI初始化

工程包含完整的SPI初始化代码，支持多种通信速率：

• 低速模式：用于卡识别和初始化
• 高速模式：用于数据传输

3. SD卡初始化流程

示例工程实现了标准的SD卡初始化序列：

• 发送CMD0进行软件复位
• 发送CMD8检查卡类型
• 发送ACMD41进行初始化
• 读取CSD和CID寄存器信息

4. 数据读写操作

工程提供以下核心功能函数：

• 单块读写操作
• 多块连续读写
• 擦除操作支持
• 状态查询功能

5. 文件系统集成

示例支持FatFs文件系统集成，可实现：

• 文件创建、删除、重命名
• 目录操作
• 文件读写操作
• 磁盘空间管理

常见问题及解决办法

1. 卡无法识别

问题现象：系统无法检测到SD卡存在 解决方法：

• 检查硬件连接，确保所有引脚连接正确
• 确认电源电压稳定在3.3V
• 检查SPI时钟频率，初始阶段建议使用低速时钟
• 验证CS引脚的电平控制逻辑

2. 数据传输错误

问题现象：读写操作时出现CRC错误或超时 解决方法：

• 降低SPI通信速率
• 检查PCB布局，避免信号干扰
• 增加适当的延时处理
• 使用示波器检查SPI信号质量

3. 文件系统挂载失败

问题现象：FatFs无法正确挂载磁盘 解决方法：

• 确认SD卡已正确格式化（FAT16/FAT32）
• 检查磁盘分区表是否正确
• 验证文件系统配置参数

4. 性能优化建议

• 使用DMA传输提高数据吞吐量
• 合理设置SPI时钟分频系数
• 实现读写缓存机制
• 优化文件系统操作流程

该示例工程经过充分测试，代码结构清晰，注释详细，是学习STM32 SPI接口操作和SD卡驱动的优秀参考资料。开发者可以根据实际需求进行功能扩展和性能优化。