Arduino筆記：讀取/寫入SD卡資料

如果要在Arduino紀錄感測元件接收的數值，除了透過網路模組送出以外，開發板本身並不像Raspberry Pi有外接SD或Micro SD卡的介面，可以儲存在記憶卡上，要寫入資料到SD卡上，就必須透過SPI的介面，才能將感測的資料寫入SD卡。

我先測試一下SD卡的模組是否能讀取/寫入檔案，如果可以，再改接網絡擴展模組W5100，看看相同的程式是否能存取W5100擴展板上Micro SD卡的資料？結果如何呢？

[材料]

•Arduino Uno x 1 
•SD卡模組x1 
•連接線x 6條

[接線圖]

•注：上圖DI代表SD卡模組MOSI，DO代表SD卡模組MISO 

•SD卡模組連接線路 

SD 卡模組	Arduino的
GND	GND
+ 5V	5V
CS	針腳4
MOSI	第11針
SCK（CLK）	第13針
味噌	第12針

SPI匯流排規定了4個保留邏輯訊號介面:( 維基百科）
•SCLK（串行時鐘）：串行時鐘，由
主機發出•MOSI（主輸出，從輸入）：主機輸出從機輸入訊號，由主機發出
•MISO（主輸入，從輸出）：主機輸入從機輸出訊號，由從機發出
•SS（從機選擇）或片選（CS）：由主機發出，低電位有效

有關SPI的說明，可參考這篇：「Raspberry Pi筆記（二）：GPIO接腳與I2C及SPI安裝」。

[SD庫]

SD類
•初始設定SD卡及函式庫：SD.begin（cspin）
    cspin（選項）：Arduino連接SD卡模組SS或CS的Pin腳

•檢查括號內的檔案名稱是否存在：exists（）

•建立目錄：SD.mkdir（filename）

•開啟檔案：SD.open（文件路徑，模式）
   模式：FILE_READ開啟唯讀檔案，從檔案開始處讀取。
               FILE_WRITE開啟讀寫檔案，從檔案最後處開始寫入

•移除檔案：SD.remove（文件名）

•移除目錄：SD.rmdir（filename）

文件類
•關閉檔案：file.close（）

•將數據字串寫到檔案中，不跳行：file.print（data）

•將數據字串寫到檔案中，不跳行：file.println（數據）

•將數據字串寫入檔案中：file.write（數據）

[程式]

我參考Arduino IDE的兩個範例cardinfo跟踪文件，試著在SD卡上，顯示SD卡的相關資訊，再建立一個檔案，寫入測試文字後，關閉檔案。以下是執行的測試程式：

#include <SPI.h>
#include <SD.h>

檔案myFile;

//設定SD庫功能變數：

Sd2Card卡;
SdVolume量;
SdFile root;

const int chipSelect = 4;

void setup（）{

  Serial.begin（9600）; //開啟通訊串列埠開啟
  while（！Serial）{//等待串列埠連線
  }

  // -----------寫入檔案
  Serial.print（“\ n等待SD卡就緒......”）;

  if（！SD.begin（4））{
    Serial.println（“失敗！”）;
    返回;
  }
  Serial.println（“成功！”）;

  myFile = SD.open（“card.txt”，FILE_WRITE）; //開啟檔案，一次僅能開啟一個檔案
  
  if（myFile）{//假使檔案開啟正常
    Serial.print（“寫入card.txt ...”）;         
    myFile.println（“測試將數據寫入SD卡......”）; //繼續寫在檔案後面
    myFile.close（）; //關閉檔案
    Serial.println（“完成！”）;
  } else {
    Serial.println（“\ n打開文件錯誤”）; //無法開啟時顯示錯誤
  }
  
   // -----------顯示SD卡資訊

  if（！card.init（SPI_HALF_SPEED，chipSelect））{
    Serial.println（“初始化失敗。檢查：SD卡”）;
    返回;
  } else {
    Serial.println（“=============卡信息==================”）;
  }

  //顯示SD卡類型

  Serial.print（“卡片類型：”）;
  switch（card.type（））{
    案例SD_CARD_TYPE_SD1：
      Serial.println（“SD1”）;
      打破;
    案例SD_CARD_TYPE_SD2：
      Serial.println（“SD2”）;
      打破;
    案例SD_CARD_TYPE_SDHC：
      Serial.println（“SDHC”）;
      打破;
    默認：
      Serial.println（“不明”）;
  }

  //現在我們將嘗試打開'volume'/'partition' - 它應該是FAT16或FAT32
  if（！volume.init（card））{
    Serial.println（“找不到FAT16 / FAT32分區。”）;
    返回;
  }

  //顯示類型和FAT空間大小
  uint32_t volumesize;
  Serial.print（“卷類型為FAT”）;
  Serial.println（volume.fatType（），DEC）;
  Serial.println（）;

  volumesize = volume.blocksPerCluster（）; //簇是塊的集合
  volumesize * = volume.clusterCount（）; //我們會有很多集群
  volumesize * = 512; // SD卡塊總是512字節
  Serial.print（“Volume size（bytes）：”）;
  Serial.println（volumesize）;
  Serial.print（“卷大小（Kbytes）：”）;
  volumesize / = 1024;
  Serial.println（volumesize）;
  Serial.print（“卷大小（Mbytes）：”）;
  volumesize / = 1024;
  Serial.println（volumesize）;

  Serial.println（“卡上找到的\ n文件（名稱，日期和大小，以字節為單位）：”）;
  root.openRoot（體積）;

  //列出卡片中包含日期和大小的所有文件
  root.ls（LS_R | LS_DATE | LS_SIZE）;

  Serial.println（“=================完成=====================”）;
}

void loop（）{//在Setup（）執行完成後，就等結束 
}

[執行結果]

換上W5100網路擴展板，程式一個字元都不需要更改，可以讀取擴展板上的SD卡資料。我的SD卡上有中文名稱，就會顯示部分中文沒問題，但大多數變成亂碼。檔案列表第一個card.txt就是測試時寫入的檔案。

[參考資料]

•Arduino.cc：SD庫

 Arduino筆記（16）：讀取/寫入SD卡資料

http://atceiling.blogspot.com/2017/03/arduino-sd.html