SD卡初始化第一次初始化后再次初始化时会失败，是什么原因？怎么解决?

针对STM32F407在SPI模式下初始化32G TF卡时，第一次上电成功但复位后初始化失败的问题，原因和解决方案如下：

原因分析

1. 
   

   TF卡未完全复位：

   
   
   
   
   • MCU复位时TF卡仍处于数据传输状态，未被正确复位到空闲状态（IDLE）。
   
   
   • 拔插卡相当于物理复位，强制卡回到初始状态。
   
   
   
   


2. 
   

   初始化时序缺失：

   
   
   
   
   • 复位后未重新进行必要的SPI时钟同步（74+个时钟脉冲），导致卡状态未同步。
   
   
   
   


3. 
   

   SPI外设状态残留：

   
   
   
   
   • MCU复位后SPI外设可能残留错误状态，未重新初始化SPI外设。
   
   
   
   

解决方案

修改初始化代码逻辑，确保每次初始化前执行完整复位流程：

1. 添加SPI总线同步

void SD_SPI_Sync(void) {

    SD_CS_HIGH();          // 释放片选

    for (uint8_t i = 0; i < 10; i++) { // 发送80个时钟（10字节 * 8位）

        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);

    }

}

2. 确保SPI外设复位后初始化

在SD_Initialize()开头添加：

// 复位后重新初始化SPI

SPI_Init();              // 重新配置SPI时钟和模式

SD_SPI_Sync();           // 同步时钟

3. 强化CMD0复位逻辑

uint8_t SD_GoIdleState(void) {

    uint8_t r1;

    uint16_t retry = 0;

    do {

        SD_CS_LOW();                 // 片选拉低

        r1 = SD_SendCmd(CMD0, 0, 0x95); // 发送CMD0

        SD_WaitResponse();           // 等待响应完成

        SD_CS_HIGH();                // 释放片选

        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);  // 额外8个时钟

        if (r1 == 0x01) return 0;    // 成功返回0

        retry++;

    } while (retry < 100);           // 重试100次

    return 1; // 超时失败

}

4. 完整的初始化流程修正

uint8_t SD_Initialize(void) {

    // 关键修复：每次初始化前同步总线和SPI外设

    SPI_Init();          // 确保SPI配置正确

    SD_SPI_Sync();       // 发送74+时钟同步卡



    if (SD_GoIdleState() != 0) {

        return SD_ERR;   // CMD0复位失败

    }



    // 后续流程（CMD8, ACMD41等）

    if (SD_SendCmd(CMD8, 0x1AA, 0x87) == 1) { // SD V2.0

        // ... 原有代码

    }

    // ... 其他初始化步骤

}

关键点说明

1. 
   

   SPI同步时钟：

   
   
   
   
   • 每次初始化前必须通过SD_SPI_Sync()发送至少74个时钟脉冲（10字节0xFF），确保卡退出遗留状态。
   
   
   
   


2. 
   

   SPI外设初始化：

   
   
   
   
   • MCU复位后需重新调用SPI_Init()，配置SPI时钟分频（初始化阶段≤400kHz）、CPOL/CPHA模式。
   
   
   
   


3. 
   

   片选信号（CS）时序：

   
   
   
   
   • CMD0发送期间片选必须保持低电平，结束后拉高并额外提供8个时钟。
   
   
   
   


4. 
   

   硬件检查：

   
   
   
   
   • 确保TF卡供电稳定（复位时电压不掉落）。
   
   
   • 检查PCB连接：CLK/MOSI/MISO/CS信号是否接触不良（可尝试降低SPI速率排查干扰）。
   
   
   
   

流程图解复位流程

MCU上电/复位 → SPI外设初始化（低速模式）

              → 释放片选(CS=1) + 发送80个时钟

              → 拉低片选(CS=0) + 发送CMD0

              → 等待卡返回0x01（空闲状态）

              → 释放片选(CS=1) + 额外8时钟

              → 继续后续初始化(CMD8/ACMD41等)

通过上述修改，TF卡会在每次MCU复位后被强制同步到空闲状态，解决软件复位初始化失败的问题。无需用户手动拔插卡。

void SD_SPI_Sync(void) {

    SD_CS_HIGH();          // 释放片选

    for (uint8_t i = 0; i < 10; i++) { // 发送80个时钟（10字节 * 8位）

        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);

    }

}

// 复位后重新初始化SPI

SPI_Init();              // 重新配置SPI时钟和模式

SD_SPI_Sync();           // 同步时钟

uint8_t SD_GoIdleState(void) {

    uint8_t r1;

    uint16_t retry = 0;

    do {

        SD_CS_LOW();                 // 片选拉低

        r1 = SD_SendCmd(CMD0, 0, 0x95); // 发送CMD0

        SD_WaitResponse();           // 等待响应完成

        SD_CS_HIGH();                // 释放片选

        SD_SPI_ReadWriteByte(0xFF);  // 额外8个时钟

        if (r1 == 0x01) return 0;    // 成功返回0

        retry++;

    } while (retry < 100);           // 重试100次

    return 1; // 超时失败

}

uint8_t SD_Initialize(void) {

    // 关键修复：每次初始化前同步总线和SPI外设

    SPI_Init();          // 确保SPI配置正确

    SD_SPI_Sync();       // 发送74+时钟同步卡



    if (SD_GoIdleState() != 0) {

        return SD_ERR;   // CMD0复位失败

    }



    // 后续流程（CMD8, ACMD41等）

    if (SD_SendCmd(CMD8, 0x1AA, 0x87) == 1) { // SD V2.0

        // ... 原有代码

    }

    // ... 其他初始化步骤

}

MCU上电/复位 → SPI外设初始化（低速模式）

              → 释放片选(CS=1) + 发送80个时钟

              → 拉低片选(CS=0) + 发送CMD0

              → 等待卡返回0x01（空闲状态）

              → 释放片选(CS=1) + 额外8时钟

              → 继续后续初始化(CMD8/ACMD41等)

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