一、硬件连接与配置
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引脚映射
nRF52832的SPI接口与SD卡引脚对应关系（以SPI0为例）：
SD卡引脚 nRF52832引脚 功能说明 CS P0.17 片选信号（主动低电平） SCK P0.19 时钟信号 MOSI P0.20 主设备输出/从设备输入 MISO P0.21 主设备输入/从设备输出 -
SPI模式配置
SD卡SPI模式需设置为 CPOL=1、CPHA=1（模式3），对应nRF52832的SPI模式配置：
nrf_drv_spi_config_t spi_config = NRF_DRV_SPI_DEFAULT_CONFIG; spi_config.mode = NRF_DRV_SPI_MODE_3; // CPOL=1, CPHA=1 spi_config.frequency = NRF_DRV_SPI_FREQ_1M; // 初始频率1MHz
二、SPI驱动初始化
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SPI外设初始化
使用
nrf_drv_spi_init函数初始化SPI模块：ret_code_t err_code; const nrf_drv_spi_t spi_instance = NRF_DRV_SPI_INSTANCE(0); // SPI0实例 err_code = nrf_drv_spi_init(&spi_instance, &spi_config, spi_event_handler, NULL); APP_ERROR_CHECK(err_code); -
SPI传输函数
实现SPI数据收发函数（需处理片选信号）：
void spi_transfer(uint8_t *tx_buf, uint8_t *rx_buf, uint16_t len) {spi_xfer_done = false;APP_ERROR_CHECK(nrf_drv_spi_transfer(&spi_instance, tx_buf, len, rx_buf, len));while (!spi_xfer_done); // 等待传输完成 }
三、SD卡初始化流程
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复位SD卡（CMD0）
发送复位命令并等待响应：
#define CMD0 0x40 // 复位命令 uint8_t cmd0[] = {CMD0, 0x95, 0x00}; // 命令+参数+CRC spi_transfer(cmd0, NULL, 3); // 发送命令 spi_transfer(NULL, response, 1); // 读取响应 -
检查电压兼容性（CMD8）
验证SD卡支持的工作电压：
#define CMD8 0x48 // 电压检查命令 uint8_t cmd8[] = {CMD8, 0x1AA, 0x87}; // 参数为0x1AA，CRC=0x87 spi_transfer(cmd8, response, 5); // 响应包含4字节数据+CRC -
激活SD卡（ACMD41）
发送初始化命令直至成功：
#define ACMD41 0x60 // 初始化命令 uint8_t acmd41[] = {0x60, 0x00, 0xE5}; // HCS=1（高容量卡支持） do {spi_transfer(acmd41, response, 4);nrf_delay_ms(10); // 延时等待初始化完成 } while (response[0] != 0x01);
四、文件系统实现
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FATFS移植
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关键函数实现：需实现
disk_read和disk_write接口：DSTATUS disk_read(BYTE *buff, LBA_t sector, UINT count) {for (UINT i=0; i<count; i++) {spi_transfer(sector+i, buff+i*512, 512); // 按扇区读取}return RES_OK; } -
SPI读写优化：使用DMA传输提升效率（需配置SPIM）。
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文件操作示例
FATFS fs; FIL file; FRESULT res;res = f_mount(&fs, "", 1); // 挂载文件系统 if (res == FR_OK) {res = f_open(&file, "test.txt", FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);if (res == FR_OK) {f_puts("Hello SD Card!", &file);f_close(&file);} }
五、性能优化与调试
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SPI时钟优化
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初始阶段使用1MHz，初始化完成后提升至20MHz（需SD卡支持）：
spi_config.frequency = NRF_DRV_SPI_FREQ_20M; nrf_drv_spi_uninit(&spi_instance); nrf_drv_spi_init(&spi_instance, &spi_config, NULL, NULL);
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错误处理机制
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添加超时检测与重试逻辑：
#define SPI_TIMEOUT_MS 100 uint32_t start = nrf_delay_us_get(); while (!spi_xfer_done && (nrf_delay_us_get() - start < SPI_TIMEOUT_MS*1000)); if (!spi_xfer_done) {// 处理超时错误 }
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调试工具
- 使用逻辑分析仪捕获SPI波形，验证命令时序是否符合SD卡规范。
参考代码 使用nrf52832，通过文件系统操作sd卡 www.youwenfan.com/contentcnq/70337.html
六、常见问题解决
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| SD卡无响应（CMD0失败） | 片选信号未正确拉低 | 检查CS引脚连接与驱动配置 |
| 读取数据错误（CRC校验失败） | SPI时钟频率过高 | 降低SPI频率至1MHz以下 |
| 文件系统挂载失败 | FAT表损坏或未格式化 | 使用PC工具格式化SD卡为FAT32 |
七、扩展功能
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多块写入优化
使用
CMD24（单块写入）和CMD25（多块写入）提升传输效率：#define CMD24 0x58 // 写入单块 uint8_t cmd24[] = {CMD24, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95}; // 参数+CRC spi_transfer(cmd24, NULL, 6); // 发送写入命令 -
SD卡容量检测
通过
CMD9读取CSD寄存器解析容量：#define CMD9 0x49 // 读取CSD寄存器 uint8_t cmd9[] = {CMD9, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x77}; // CRC=0x77 spi_transfer(cmd9, csd_data, 16); // 读取16字节CSD数据
