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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

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