Arduino应用开发——SD卡
前言
存储设备是我们在做嵌入式开发时经常用到的，常用的如flash、eeprom、SD卡、U盘等。SD卡的好处是容量大，读写速度相对较快(可以使用SDIO或SPI接口通信)。之前我也有介绍过flash的使用，那这一讲主要讲解一下SD卡的使用。
注：因为我这里只有ESP32和ESP8266，这两个MCU都是没有SDIO接口的，所以这里就以SPI接口来讲解了。
1 硬件介绍
1.1 模块简介
本文只测试了ESP32的SPI读写SD卡。
注：如果要用其他MCU，如ESP8266，实际上读写的流程是完全一样的，只有SPI的接口引脚号以及SPI库有略微区别，稍做修改即可。
硬件配置如下：
下图是我在某宝买的一个SD卡通用模组，电路非常简单，就只有几个器件，所以这里就不再具体介绍了。
1.2 硬件连接
本文主要讲解软件部分开发，硬件部分也比较简单，这里就不在这里具体介绍了。
2 软件编程和测试
版本说明：
本文测试时各软件使用的版本如下：
2.1 Arduino IDE环境搭建
Arduino开发板库安装
esp8266和esp32开发板环境搭建具体就不说了，不懂的同学可以看下我之前发布的博客。
esp8266开发入门教程(基于Arduino)——环境安装
ESP32 Arduino开发环境搭建
使用VS code搭建Arduino IDE环境
2.2 SD库API介绍
我这里只列举常用的几个函数，具体的介绍可以看下官方的SD库。
2.3 测试示例
我这里先直接用官方库提供的示例做一个测试，官方库这里基于常用的几个API做了一个封装，添加了很多调试信息，对可能出现的一些错误操作也做了提示（如：在读写之前会先判断文件是否正确打开），使得整个文件操作的流程更加完善，所以这套demo里面有很多细节都是值得参考的。
示例代码：
#include "FS.h"
#include "SD.h"
#include "SPI.h"
void listDir(fs::FS &fs, const char * dirname, uint8_t levels){
Serial.printf("Listing directory: %s\n", dirname);
File root = fs.open(dirname);
if(!root){
Serial.println("Failed to open directory");
return;
}
if(!root.isDirectory()){
Serial.println("Not a directory");
return;
}
File file = root.openNextFile();
while(file){
if(file.isDirectory()){
Serial.print(" DIR : ");
Serial.println(file.name());
if(levels){
listDir(fs, file.path(), levels -1);
}
} else {
Serial.print(" FILE: ");
Serial.print(file.name());
Serial.print(" SIZE: ");
Serial.println(file.size());
}
file = root.openNextFile();
}
}
void createDir(fs::FS &fs, const char * path){
Serial.printf("Creating Dir: %s\n", path);
if(fs.mkdir(path)){
Serial.println("Dir created");
} else {
Serial.println("mkdir failed");
}
}
void removeDir(fs::FS &fs, const char * path){
Serial.printf("Removing Dir: %s\n", path);
if(fs.rmdir(path)){
Serial.println("Dir removed");
} else {
Serial.println("rmdir failed");
}
}
void readFile(fs::FS &fs, const char * path){
Serial.printf("Reading file: %s\n", path);
File file = fs.open(path);
if(!file){
Serial.println("Failed to open file for reading");
return;
}
Serial.print("Read from file: ");
while(file.available()){
Serial.write(file.read());
}
file.close();
}
void writeFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){
Serial.printf("Writing file: %s\n", path);
File file = fs.open(path, FILE_WRITE);
if(!file){
Serial.println("Failed to open file for writing");
return;
}
if(file.print(message)){
Serial.println("File written");
} else {
Serial.println("Write failed");
}
file.close();
}
void appendFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){
Serial.printf("Appending to file: %s\n", path);
File file = fs.open(path, FILE_APPEND);
if(!file){
Serial.println("Failed to open file for appending");
return;
}
if(file.print(message)){
Serial.println("Message appended");
} else {
Serial.println("Append failed");
}
file.close();
}
void renameFile(fs::FS &fs, const char * path1, const char * path2){
Serial.printf("Renaming file %s to %s\n", path1, path2);
if (fs.rename(path1, path2)) {
Serial.println("File renamed");
} else {
Serial.println("Rename failed");
}
}
void deleteFile(fs::FS &fs, const char * path){
Serial.printf("Deleting file: %s\n", path);
if(fs.remove(path)){
Serial.println("File deleted");
} else {
Serial.println("Delete failed");
}
}
void testFileIO(fs::FS &fs, const char * path){
File file = fs.open(path);
static uint8_t buf[512];
size_t len = 0;
uint32_t start = millis();
uint32_t end = start;
if(file){
len = file.size();
size_t flen = len;
start = millis();
while(len){
size_t toRead = len;
if(toRead > 512){
toRead = 512;
}
file.read(buf, toRead);
len -= toRead;
}
end = millis() - start;
Serial.printf("%u bytes read for %u ms\n", flen, end);
file.close();
} else {
Serial.println("Failed to open file for reading");
}
file = fs.open(path, FILE_WRITE);
if(!file){
Serial.println("Failed to open file for writing");
return;
}
size_t i;
start = millis();
for(i=0; i<2048; i++){
file.write(buf, 512);
}
end = millis() - start;
Serial.printf("%u bytes written for %u ms\n", 2048 * 512, end);
file.close();
}
void setup(){
Serial.begin(115200);
if(!SD.begin()){
Serial.println("Card Mount Failed");
return;
}
uint8_t cardType = SD.cardType();
if(cardType == CARD_NONE){
Serial.println("No SD card attached");
return;
}
Serial.print("SD Card Type: ");
if(cardType == CARD_MMC){
Serial.println("MMC");
} else if(cardType == CARD_SD){
Serial.println("SDSC");
} else if(cardType == CARD_SDHC){
Serial.println("SDHC");
} else {
Serial.println("UNKNOWN");
}
uint64_t cardSize = SD.cardSize() / (1024 * 1024);
Serial.printf("SD Card Size: %lluMB\n", cardSize);
listDir(SD, "/", 0);
createDir(SD, "/mydir"); // 创建一个目录/mydir
listDir(SD, "/", 0);
removeDir(SD, "/mydir"); // 删除/mydir目录
listDir(SD, "/", 2);
writeFile(SD, "/hello.txt", "Hello "); // 打开\创建一个hello.txt文件，并在文件开头写入"Hello "
appendFile(SD, "/hello.txt", "World!\n"); // 在hello.txt文件末尾继续写入"World!"，然后换行
readFile(SD, "/hello.txt"); // 读取hello.txt文件的内容并打印出来
deleteFile(SD, "/foo.txt"); // 删除foo.txt文件（提示：该目录下没有foo.txt文件，应该会提示错误）
renameFile(SD, "/hello.txt", "/foo.txt"); // 把hello.txt文件重命名为foo.txt
readFile(SD, "/foo.txt"); // 读取foo.txt文件的内容并打印出来
testFileIO(SD, "/test.txt"); // 测试文件读写速度
Serial.printf("Total space: %lluMB\n", SD.totalBytes() / (1024 * 1024)); // 读取并打印SD卡的总容量
Serial.printf("Used space: %lluMB\n", SD.usedBytes() / (1024 * 1024)); // 读取并打印SD卡的剩余容量
}
void loop(){
}
测试结果：
通过串口打印可以看到以下信息：
如果硬件异常或者接线不对，会出现通讯异常，提示如下：
3 结束语
好了，关于如何基于Arduino使用SD卡就介绍到这里，内容不多，讲的也比较简单，如果还有什么问题，欢迎在评论区留言或者私信给我。
想了解更多Arduino的内容，可以关注一下博主，后续我还会继续分享更多的经验给大家。
esp8266基于Arduino的开发教程汇总:
https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/121659482
如果这篇文章能够帮到你，就…你懂得。