SD卡是我们经常使用到的一种存储设备，像数码相机，MP3，阅读器，GPS导航仪等都会使用到它。在使用Arduino的时候，如何我们要将一些数据记录下来，就可以使用到SD卡。不过要让SD卡能够同Arduino配合使用可不是一件简单的事情，首先在硬件上我们要解决其与Arduino连接的问题，其次软件上我们还要解决文件的存储问题，以便使用读卡器之样的设备能够很方便地将保存在SD卡中的数据读出。

针对硬件上的需求，我们开发了SD卡模块，它通过SPI接口与Arduino进行通信：

同时，为了方便同Arduino的SPI接口进行连接，提供了相应的IDC扩展板，该扩展板上有一个专门为SPI设计的六芯插座：

电路的连接上则依然沿用了电子积木所一向强调的即插即用方式，我们只需要用6芯的IDC连接线，将IDC扩展板上的SPI插座与SD卡模块上的相应插座连接起来，就完成了电路部分的连接：

回到软件部分，我们的目标是要让SD卡上记录的数据能够在电脑上顺利地读出，因此在向SD卡上记录相应数据的时候需要遵循一定的规定，即文件系统的类型。对于像Arduino这样的小系统来讲，相对简单的FAT16是一个比较不错的选择。

在这里我们要用到读卡器来对SD卡进行相应的处理，将其格式化成FAT文件系统：

Arduino上使用的软件则是基于SparkFun提供的FAT库，但根据硬件差异做了一定的修改，你可以从这里下载到修改过的FAT库。该库需要被解压缩到Arduino的hardware\libraries子目录中。

测试时使用的时FAT库里自带的示例程序：

//Include all the libraries necessary for FAT32
#include <byteordering.h>
#include <fat.h>
#include <FAT16.h>
#include <fat_config.h>
#include <partition.h>
#include <partition_config.h>
#include <sd-reader_config.h>
#include <sd_raw.h>
#include <sd_raw_config.h>

FAT TestFile;      //This will be the file we manipulate in the sketch
char buffer[512];  //Data will be temporarily stored to this buffer before being written to the file
int read_size=0;   //Used as an indicator for how many characters are read from the file
int count=0;       //Miscellaneous variable

void setup()
{
  Serial.begin(9600);  //Initiate serial communication at 9600 bps

  TestFile.initialize();  //Initialize the SD card and the FAT file system.
  Serial.println("Starting...");
  TestFile.create_file("Sample.txt");  //Create a file on the SD card named "Read_File_Test.txt"
                                       //NOTE: This function will return a 0 value if it was unable to create the file.
  TestFile.open();  //Now that the file has been created, open it so we can write to it.
}

void loop()
{
  TestFile.write("This is test data.");  //using the write function will always write to the beginning of the file. 
                                         // Here we add some text to the file.
  TestFile.close();  //We are done writing to the file for now. Close it for later use.

  while(1){
    TestFile.open();  //Open the file. When the file is opened we will be looking at the beginning of the file.
    read_size=TestFile.read(buffer); //Read the contents of the file. This will only read the amount of data specified
                                    // by the size of 'buffer.'

    Serial.println(read_size, DEC);  //Print the number of characters read by the read function.
    for(int i=0; iSerial.print(buffer[i], BYTE);  //Print out the contents of the buffer.
    }
    Serial.println();

    sprintf(buffer, "%d", count++); //Now we'll use the buffer to write data back to the file. 
                                   // Here's we'll only add one value to buffer, the 'count' variable. 
    TestFile.write(buffer);         //Write the new buffer to the end of the file
    TestFile.close();               //Close the file for later use.

    delay(1000);  //Wait one second before repeating the loop.
  }
}

这样Arduino在运行的时候，会不断地向SD卡模块上的Sample.txt文件中写入相应的数据，随后我们同样可以通过读卡器读出该文件中记录的内容。

需要注意的是，由于用来操作SD卡和文件系统的代码相对较多，目前该模块只能运行在带有ATmega328P的Arduino上面。另外，目前市场上可选的SD卡种类繁多，可能不是每种SD卡都能够被很好的兼容，目前我测试过通过的SD卡有：

• SanDisk 2GB SD2 Card
• Apacer 60X 1GB SD Card

测试没有通过的SD卡有：

• SanDisk 16MB SD Card

电子积木 · SD卡

触摸开关去年曾经做过一个版本，当时使用的是一个胶封的芯片，体积比较大，而且一致性也不是很好，并且触摸部分的金属片是附加在按钮上的，制作起来比较复杂。这次做的触摸按钮解决了这两个问题，采用集成了了触摸芯片，并且直接在按钮上设置了一块触摸的区域，中间的焊盘可以很方便地连接其他的金属块，以方便实际中的使用：

连接方法仍然是通过传感器连接线，与传感器扩展板连接起来即可使用Arduino来进行处理了。

触摸按钮属于数字模块，在处理方式上同普通的按钮并没有什么区别，下面是实验时用到的代码：

int ledPin = 13;
int switchPin = 7;
int value = 0; 

void setup() {
  pinMode(switchPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  value = digitalRead(switchPin);
  if (HIGH == value) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

这个触摸按钮上的O1和O2两个跳线用来设置触摸传感器的工作模式，该传感器一共有4个工作模式，其中如下两种是最常使用的：

• O1和O2都置高（H）：当人体触摸到金属片时输出低电压，当人体离开金属片时输出高电压，接触时间不能超过10秒
• O1和O2都置低（L）：当人体触摸到金属片时输出低电压，当人体再次触摸到金属片时输出高电压，相当于一个翻转开关



传感器 · 触摸

滑动电位器在类似于音量调节和参数调整这样的场所经常被使用到，其滑块能够滑动的距离称为行程，60行程即代表能够滑动60mm，是最常使用的一种行程大小。这个电子积木选用的就是60行程的滑动电位器：

使用上与其它基于电位器的电子积木一样，只需要用通用传感器连接线或者模拟传感器连接线，将其连接到某个模拟输入接口，如A5上：

然后再借助Arduino读出其值就可以，如下面的示例代码所示：

int sensorPin = 5;
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  value = analogRead(sensorPin);
  Serial.println(value, DEC);
}

这样当滑块位于滑动电位器上的不同位置时，读出来的值会在0到1023间变连续变化。

No tags

电子设备或者模块在需要同外界进行通信时，经常采用串行通信的方式，即逐位传输一系列二进制编码数据。基于单片机的电子设备的串口有很大一部分使用的是 TTL电平标准，它的逻辑1电平是5V，逻辑0电平是0V；而我们常用的PC机串行口所使用的却是RS-232C电平标准，它的逻辑1电平是 -3V~-12V，逻辑0电平是+3V~+12V。由于两者的电平范围相差很远，因此必须在RS-232C和TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换之 后，才能在PC机和这类电子设备间实现串行通信。一般来讲，实现这种变换的电路可以用分立元件搭建，也可以使用MAX232这样的集成电路芯片。

我们开发的电子积木串口适配器，就是采用了MAX232芯片的电平转换模块，可以很方便地在Arduino和PC间建立起串口通信。由于Arduino自带的是USB转串口的方案，实际使用时如果觉得复杂或是稳定性不够，可以考虑这一串品适配器，由于缺少了USB转串口这一中间环节，通信方式更加直接。不过目前该模块还只能用在Arduino MEGA上，并且只能用在串口COM1, COM2, COM3上，原因可能是COM0是直接同USB转串口芯片连接的，它与MAX232之间似乎不是很兼容。

基于串口的电子积木使用的都是4芯的IIC/COM连接线，利用它可以将串口适配器非常方便地连接到Arduino MEGA专用传感器扩展板上，从而完成同Arduino的通信：

最后再用一根串口线连接PC和串口适配器，硬件部分的连接就完成了：

至于软件部分，在PC端我们可以借用SSCOM这样的串口调试工具，而Arduino这端则使用如下的测试代码：

int val = 0;

void setup()
{
  Serial1.begin(9600);
}

void loop()
{
  val = Serial1.read();
  if (-1 != val) {
   if ('A' == val || 'a' == val) {
     Serial1.println("Hello from Arduino!");
   }
  }
}

将上述代码下载到Arduino中执行后，Arduino会一直等待从PC端过来的命令，如果按受到字符A，则向PC端发送”Hello from Arduino!”这一字符串：

No tags