Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει τα βήματα για τη διασύνδεση μιας κάρτας MicroSD με μια πλακέτα ESP32 χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.
Πίνακας περιεχομένων:
2. Πώς να συνδέσετε το ESP32 με τη μονάδα κάρτας MicroSD
6. Εκτέλεση διαφορετικών λειτουργιών σε κάρτα MicroSD με χρήση ESP32
- 6.1. Δημιουργία καταλόγων σε κάρτα MicroSD
- 6.2. Καταχώριση καταλόγων σε κάρτα MicroSD
- 6.3. Αφαίρεση καταλόγων
- 6.4. Λήψη τύπου κάρτας MicroSD
- 6.5. Λάβετε μέγεθος κάρτας SD
1. Μονάδα κάρτας MicroSD
Η μονάδα κάρτας MicroSD είναι ένας αισθητήρας ESP32 που μπορεί να συνδέσει την κάρτα SD στην πλακέτα του μικροελεγκτή σας. Λειτουργεί μέσω του πρωτοκόλλου επικοινωνίας SPI. Επιτρέπει στο ESP32 ή σε οποιαδήποτε άλλη πλακέτα μικροελεγκτή όπως το Arduino να έχει πρόσβαση στα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στην κάρτα SD μέσω του πρωτοκόλλου SPI.
Η τάση λειτουργίας για τη μονάδα κάρτας SD είναι 3,3 V, επομένως δεν είναι δυνατή η απευθείας σύνδεση με το ESP32 ή οποιαδήποτε άλλη πλακέτα μικροελεγκτή. Για αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη μονάδα κάρτας SD ή τον αισθητήρα που λειτουργεί πάνω από 5 V.
1.1. Pinout
Η κάρτα MicroSD διαθέτει συνολικά έξι ακίδες. Δύο από αυτά είναι ακίδες ισχύος: VCC και GND. Ενώ η ανάγνωση τέσσερις ακίδες χρησιμοποιούνται για το πρωτόκολλο επικοινωνίας SPI. Ακολουθούν οι λεπτομέρειες για όλες αυτές τις έξι ακίδες:
Πινέζες τροφοδοσίας:
- VCC: Συνδέεται στον πείρο ESP32 5V.
- GND: Συνδέεται στον πείρο γείωσης ESP32 (GND).
Καρφίτσες SPI:
- MISO: (Master In Slave Out) Συνδέεται με τον ακροδέκτη ESP32 MOSI (Master Out Slave In).
- ΚΑΠΝΟΣ: Συνδέεται στον πείρο ESP32 MISO (Master In Slave Out).
- SCK: Συνδέεται με τον ακροδέκτη ESP32 SCK (Σειριακό ρολόι).
- SS: (Slave Select) Συνδέεται με τον ακροδέκτη που καθορίζεται στον κώδικα Arduino ως pin SS (Slave Select).
2. Πώς να συνδέσετε το ESP32 με τη μονάδα κάρτας MicroSD
Για να διασυνδέσετε το ESP32 με τη μονάδα κάρτας MicroSD, θα χρειαστεί να ρυθμίσετε τις ακίδες τροφοδοσίας για τον αισθητήρα της κάρτας SD. Στη συνέχεια, ρυθμίστε τις ακίδες SPI. Εδώ έχετε δύο επιλογές, μπορείτε είτε να ορίσετε τις προεπιλεγμένες καρφίτσες SPI είτε να ορίσετε τις δικές σας προσαρμοσμένες καρφίτσες SPI.
Όταν χρησιμοποιούμε προεπιλεγμένες καρφίτσες SPI, θα προσθέσουμε το SD h και SD_MMC.h βιβλιοθήκες. Από προεπιλογή, αυτές οι βιβλιοθήκες λαμβάνουν τις ακίδες VSPI SPI (23, 19, 18, 5) για επικοινωνία SPI. Ωστόσο, μπορείτε επίσης να ορίσετε άλλες ακίδες για επικοινωνία SPI.
Το ESP32 περιέχει δύο διεπαφές SPI HSPI και VSPI με τις λεπτομέρειες των ακίδων τους ως εξής:
| SPI | ΚΑΠΝΟΣ | MISO | CLK | CS |
| VSPI | D23 | D19 | D18 | D5 |
| HSPI | D13 | Δ12 | D14 | D15 |
Σχετίζεται με: ESP32 Pinout Reference – Ένας πλήρης οδηγός
2.2. Προετοιμάστε την κάρτα SD
Στη συνέχεια, για να μπορέσετε να προχωρήσετε στην ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων σε μια κάρτα MicroSD, πρώτα, πρέπει πρώτα να τη ρυθμίσετε μορφοποιώντας τυχόν προηγούμενα δεδομένα σε αυτήν.
Ανοίξτε την κάρτα SD σας χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε συσκευή ανάγνωσης καρτών και μορφή το.
Επιλέξτε το FAT32 για το σύστημα αρχείων της κάρτας σας και κάντε κλικ Αρχή .
Αφού μορφοποιήσετε την κάρτα, επιλέξτε Εντάξει .
Τώρα η κάρτα SD σας είναι έτοιμη για διασύνδεση με το ESP32 χρησιμοποιώντας τη μονάδα κάρτας SD.
2.3. Σχηματικό διάγραμμα
Για να συνδέσετε τον αισθητήρα κάρτας MicroSD με το ESP32, ακολουθήστε την παρακάτω διαμόρφωση:
Ακολουθεί ο πίνακας για τη διαμόρφωση των ακροδεκτών του καλωδίου σύνδεσης:
| Κάρτα MicroSD | ESP32 |
| GND | GND |
| VCC | ΕΛΑ |
| CS | D5 |
| ΚΑΠΝΟΣ | D23 |
| SCK | D18 |
| MISO | D19 |
3. Υλικό
Για το υλικό, χρειάζεστε απλώς μερικά καλώδια βραχυκυκλωτήρα, μια πλακέτα ψωμιού μαζί με ESP32 και μονάδα κάρτας SD.
4. Κωδ
Τώρα θα γράψουμε έναν κώδικα που θα δημιουργήσει ένα αρχείο κειμένου μέσα στην κάρτα MicroSD και μετά θα γράψει κάποια συμβολοσειρά κειμένου σε αυτό. Μόλις τελειώσουμε, θα διαβάσουμε το περιεχόμενο του αρχείου κειμένου στη σειριακή οθόνη Arduino IDE.
Ξεκινήστε το Arduino IDE και μεταγλωττίστε τον δεδομένο κώδικα. Μετά από αυτό, εγγράψτε το στην πλακέτα ESP32:
#include#include
Αρχείο myFile ;
συνθ ενθ CS = 5 ;
// Γράψτε το μήνυμα που δίνεται σε ένα αρχείο στην καθορισμένη διαδρομή
κενός WriteFile ( συνθ απανθρακώνω * μονοπάτι , συνθ απανθρακώνω * μήνυμα ) {
// Ανοίξτε το αρχείο. Υποστηρίζει ένα αρχείο για άνοιγμα κάθε φορά
// κλείστε το άλλο αρχείο πριν ανοίξετε ένα νέο αρχείο
myFile = SD. Άνοιξε ( μονοπάτι , FILE_WRITE ) ;
αν ( myFile ) {
Κατα συρροη. printf ( 'Γράψιμο στο %s' , μονοπάτι ) ;
myFile. println ( μήνυμα ) ;
myFile. Κλείσε ( ) ; // Κλείστε το αρχείο
Κατα συρροη. println ( 'ολοκληρώθηκε το.' ) ;
} αλλού {
Κατα συρροη. println ( 'σφάλμα ανοίγματος αρχείου' ) ;
Κατα συρροη. println ( μονοπάτι ) ;
}
}
// Εκτύπωση περιεχομένου αρχείου στην καθορισμένη διαδρομή
κενός ReadFile ( συνθ απανθρακώνω * μονοπάτι ) {
// Ανοιγμα αρχείου
myFile = SD. Άνοιξε ( μονοπάτι ) ;
αν ( myFile ) {
Κατα συρροη. printf ( 'Ανάγνωση αρχείου από %s \n ' , μονοπάτι ) ;
// Διαβάστε ολόκληρο το αρχείο μέχρι να φτάσετε στο τελευταίο
ενώ ( myFile. διαθέσιμος ( ) ) {
Κατα συρροη. γράφω ( myFile. ανάγνωση ( ) ) ;
}
myFile. Κλείσε ( ) ; // Κλείστε το αρχείο
} αλλού {
// Εάν το αρχείο απέτυχε να ανοίξει, εκτυπώστε ένα σφάλμα:
Κατα συρροη. println ( 'σφάλμα ανοίγματος test.txt' ) ;
}
}
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 9600 ) ;
καθυστέρηση ( 500 ) ;
ενώ ( ! Κατα συρροη ) { ; }
Κατα συρροη. println ( 'Προετοιμασία κάρτας SD...' ) ;
αν ( ! SD. αρχίζουν ( CS ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Η προετοιμασία απέτυχε!' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
Κατα συρροη. println ( 'Η αρχικοποίηση έγινε.' ) ;
WriteFile ( '/test.txt' , 'Linuxhint.com' ) ;
ReadFile ( '/test.txt' ) ;
}
κενός βρόχος ( ) {
}
4.1. Επεξήγηση κώδικα
Για καλύτερη κατανόηση, θα χωρίσουμε αυτόν τον κώδικα σε υποτμήματα.
Αρχικοποίηση και ρύθμιση: Αρχικά, ο κώδικας ξεκίνησε συμπεριλαμβάνοντας ορισμένες σημαντικές βιβλιοθήκες που σχετίζονται με τη μονάδα κάρτας SD. Η βιβλιοθήκη SPI.h προστίθεται για επικοινωνία με την κάρτα SD και η SD.h για το χειρισμό λειτουργιών της κάρτας SD. Στη συνέχεια, ορίζει μια καθολική μεταβλητή myFile τύπου αρχείου για τη διαχείριση λειτουργιών αρχείων. Η σταθερά CS έχει οριστεί στην ακίδα 5, η οποία θα χρησιμοποιηθεί ως καρφίτσα Επιλογής Chip (CS) για την κάρτα SD.
Λειτουργία Setup(): Μέσα στη λειτουργία εγκατάστασης, ξεκινά η σειριακή επικοινωνία. Μετά από αυτό, αρχικοποιήσαμε τη μονάδα κάρτας SD χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση SD.begin(CS). Επιπλέον, έχουμε επίσης ορίσει δύο διαφορετικές λειτουργίες για την ανάγνωση και την εγγραφή κειμένου σε ένα αρχείο κειμένου.
Γράψιμο στην κάρτα SD: Η συνάρτηση WriteFile() ανοίγει το αρχείο test.txt για εγγραφή χρησιμοποιώντας SD.open(διαδρομή, FILE_WRITE). Μετά από αυτό, γράφει τη συμβολοσειρά Linuxhint.com στο αρχείο χρησιμοποιώντας το myFile.println(message).
Διαβάζοντας από την κάρτα SD: Για να διαβάσουμε το περιεχόμενο του αρχείου, χρησιμοποιήσαμε τη συνάρτηση ReadFile(). Εάν διαβαστεί με επιτυχία, τα δεδομένα θα σταλούν στη σειριακή θύρα Arduino και θα εμφανιστούν στη σειριακή οθόνη Arduino IDE.
5. Έξοδος
Στην έξοδο, μπορείτε να δείτε την ίδια συμβολοσειρά που ορίσαμε μέσα στον κωδικό Arduino IDE να εμφανίζεται στη σειριακή οθόνη Arduino IDE.
6. Εκτέλεση διαφορετικών λειτουργιών σε κάρτα MicroSD με χρήση ESP32
Μπορούμε να εκτελέσουμε διάφορες λειτουργίες, όπως δημιουργία, αφαίρεση ή προσθήκη καταλόγων σε κάρτες MicroSD απευθείας μέσω του κώδικα Arduino IDE.
6.1. Δημιουργία καταλόγων σε κάρτα MicroSD
Ο παρακάτω κώδικας θα δημιουργήσει έναν νέο κατάλογο μέσα στην κάρτα MicroSD. Ορίζει μια συνάρτηση που ονομάζεται ΔημιουργίαΔιευθυν που παίρνει ένα αντικείμενο συστήματος αρχείων (fs::FS) και μια διαδρομή ως είσοδο. Αυτή η συνάρτηση επιχειρεί να δημιουργήσει έναν κατάλογο με την καθορισμένη διαδρομή και εκτυπώνει μηνύματα που υποδεικνύουν επιτυχία ή αποτυχία.
#include 'FS.h'#include 'SD.h'
#include 'SPI.h'
κενός ΔημιουργίαΔιευθυν ( fs :: FS & fs , συνθ απανθρακώνω * μονοπάτι ) {
Κατα συρροη. printf ( 'Δημιουργία σκηνοθεσίας: %s \n ' , μονοπάτι ) ;
αν ( fs. mkdir ( μονοπάτι ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Ο σκηνοθέτης δημιουργήθηκε' ) ;
} αλλού {
Κατα συρροη. println ( 'Το mkdir απέτυχε' ) ;
}
}
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 115200 ) ;
// Εκκίνηση της κάρτας SD
αν ( ! SD. αρχίζουν ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία τοποθέτησης κάρτας' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
// Δημιουργήστε έναν κατάλογο με το όνομα 'mydir'
ΔημιουργίαΔιευθυν ( SD , '/mydir' ) ;
}
κενός βρόχος ( ) {
}
Στην έξοδο, μπορείτε να δείτε έναν νέο κατάλογο που δημιουργείται με /mydir όνομα.
6.2. Καταχώριση καταλόγων σε κάρτα MicroSD
Στον παρακάτω κώδικα, θα παραθέσουμε όλους τους καταλόγους που υπάρχουν μέσα στην κάρτα MicroSD. ο λίσταΔιευθυν Η συνάρτηση παραθέτει αναδρομικά τα περιεχόμενα ενός καταλόγου σε μια κάρτα SD. Εκτυπώνει πληροφορίες τόσο για καταλόγους (με πρόθεμα «DIR») όσο και για αρχεία (με πρόθεμα «FILE»), συμπεριλαμβανομένων των ονομάτων και των μεγεθών τους.
#include 'FS.h'#include 'SD.h'
#include 'SPI.h'
κενός λίσταΔιευθυν ( fs :: FS & fs , συνθ απανθρακώνω * dirname , uint8_t επίπεδα ) {
Κατα συρροη. printf ( 'Κατάλογος καταχώρισης: %s \n ' , dirname ) ;
Ρίζα αρχείου = fs. Άνοιξε ( dirname ) ;
αν ( ! ρίζα ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία ανοίγματος καταλόγου' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
αν ( ! ρίζα. isDirectory ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Δεν είναι κατάλογος' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
Αρχείο αρχείου = ρίζα. openNextFile ( ) ;
ενώ ( αρχείο ) {
αν ( αρχείο. isDirectory ( ) ) {
Κατα συρροη. Τυπώνω ( ' ΕΣΕΙΣ : ' ) ;
Κατα συρροη. println ( αρχείο. όνομα ( ) ) ;
αν ( επίπεδα ) {
λίσταΔιευθυν ( fs , αρχείο. όνομα ( ) , επίπεδα - 1 ) ;
}
} αλλού {
Κατα συρροη. Τυπώνω ( ' ΑΡΧΕΙΟ: ' ) ;
Κατα συρροη. Τυπώνω ( αρχείο. όνομα ( ) ) ;
Κατα συρροη. Τυπώνω ( ' ΜΕΓΕΘΟΣ: ' ) ;
Κατα συρροη. println ( αρχείο. Μέγεθος ( ) ) ;
}
αρχείο = ρίζα. openNextFile ( ) ;
}
}
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 115200 ) ;
αν ( ! SD. αρχίζουν ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία τοποθέτησης κάρτας' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
λίσταΔιευθυν ( SD , '/' , 0 ) ;
}
κενός βρόχος ( ) {
}
Στην έξοδο, μπορείτε να δείτε δύο διαφορετικά αρχεία. Το ένα είναι αρχείο κειμένου και το άλλο είναι ένας κατάλογος που δημιουργήσαμε μέσα στον προηγούμενο κώδικα.
6.3. Αφαίρεση καταλόγων
Τώρα θα αφαιρέσουμε τους καταλόγους και τα αρχεία κειμένου που δημιουργήθηκαν προηγουμένως. Για αυτό θα χρησιμοποιήσουμε το ΑφαίρεσηΔιευθ λειτουργία, Θα προσπαθήσει να αφαιρέσει έναν κατάλογο που καθορίζεται από τη διαδρομή. Εάν είναι επιτυχής, εκτυπώνεται Η σκηνοθεσία καταργήθηκε ; αλλιώς τυπώνει Το rmdir απέτυχε .
#include 'FS.h'#include 'SD.h'
#include 'SPI.h'
κενός ΑφαίρεσηΔιευθ ( fs :: FS & fs , συνθ απανθρακώνω * μονοπάτι ) {
Κατα συρροη. printf ( 'Κατάργηση σκηνοθεσίας: %s \n ' , μονοπάτι ) ;
αν ( fs. είναι rm ( μονοπάτι ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Ο σκηνοθέτης αφαιρέθηκε' ) ;
} αλλού {
Κατα συρροη. println ( 'Το rmdir απέτυχε' ) ;
}
}
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 115200 ) ;
αν ( ! SD. αρχίζουν ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία τοποθέτησης κάρτας' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
}
κενός βρόχος ( ) {
}
6.4. Λήψη τύπου κάρτας MicroSD
Κάρτα MicroSD ή μικρό ασφαλίσει ρε Η igital card σχεδιάστηκε αρχικά από την ένωση καρτών SD και σχεδιάστηκε για χρήση σε φορητές συσκευές όπως smartphone και κάμερες. Οι κάρτες SD περιέχουν κυρίως τέσσερις τύπους οικογενειών:
- SDSC (Standard Capacity SD): Αυτές οι κάρτες προσφέρουν μέτρια χωρητικότητα αποθήκευσης 2 GB και χρησιμοποιούν τα συστήματα αρχείων FAT-12 και FAT-16.
- SDHC (SD Υψηλής χωρητικότητας): Αυτές οι κάρτες κυμαίνονται από 2 GB έως 32 GB και χρησιμοποιούν το σύστημα αρχείων FAT-32.
- SDXC (εκτεταμένη χωρητικότητα SD): Αυτές οι κάρτες χρησιμοποιούν το σύστημα αρχείων exFAT και ξεκινούν από 32 GB έως και 2 TB.
- SDIO: Οι κάρτες SDIO εξυπηρετούν διπλό σκοπό συνδυάζοντας την αποθήκευση δεδομένων με τις λειτουργίες INPUT/OUTPUT.
Για να ελέγξετε τον τύπο της κάρτας σας, εκτελέστε τον παρακάτω κωδικό:
#include 'FS.h'#include 'SD.h'
#include 'SPI.h'
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 115200 ) ;
αν ( ! SD. αρχίζουν ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία τοποθέτησης κάρτας' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
uint8_t Τύπος κάρτας = SD. Τύπος κάρτας ( ) ;
αν ( Τύπος κάρτας == ΚΑΡΤΑ_ΚΑΜΙΑ ) {
Κατα συρροη. println ( 'Δεν υπάρχει συνδεδεμένη κάρτα SD' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
Κατα συρροη. Τυπώνω ( 'Τύπος κάρτας SD: ' ) ;
αν ( Τύπος κάρτας == CARD_MMC ) {
Κατα συρροη. println ( 'MMC' ) ;
} αλλού αν ( Τύπος κάρτας == ΚΑΡΤΑ_SD ) {
Κατα συρροη. println ( 'SDSC' ) ;
} αλλού αν ( Τύπος κάρτας == CARD_SDHC ) {
Κατα συρροη. println ( 'SDHC' ) ;
} αλλού {
Κατα συρροη. println ( 'ΑΓΝΩΣΤΟΣ' ) ;
}
uint64_t Μέγεθος κάρτας = SD. Μέγεθος κάρτας ( ) / ( 1024 * 1024 ) ;
Κατα συρροη. printf ( 'Μέγεθος κάρτας SD: %lluMB \n ' , Μέγεθος κάρτας ) ;
}
κενός βρόχος ( ) {
}
Καθώς έχω μια κάρτα 32 GB, μπορείτε να δείτε ότι βρίσκεται στην περιοχή SDHC καρτέλλες.
6.5. Αποκτήστε το μέγεθος κάρτας MicroSD
Μπορείτε επίσης να λάβετε το μέγεθος της κάρτας SD ανεβάζοντας τον παρακάτω κωδικό στην πλακέτα ESP32.
#include 'FS.h'#include 'SD.h'
#include 'SPI.h'
κενός εγκατάσταση ( ) {
Κατα συρροη. αρχίζουν ( 115200 ) ;
αν ( ! SD. αρχίζουν ( ) ) {
Κατα συρροη. println ( 'Αποτυχία τοποθέτησης κάρτας' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
uint8_t Τύπος κάρτας = SD. Τύπος κάρτας ( ) ;
αν ( Τύπος κάρτας == ΚΑΡΤΑ_ΚΑΜΙΑ ) {
Κατα συρροη. println ( 'Δεν υπάρχει συνδεδεμένη κάρτα SD' ) ;
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ;
}
uint64_t Μέγεθος κάρτας = SD. Μέγεθος κάρτας ( ) / ( 1024 * 1024 ) ;
Κατα συρροη. printf ( 'Μέγεθος κάρτας SD: %lluMB \n ' , Μέγεθος κάρτας ) ;
// Άλλες συναρτήσεις (listDir, createDir, removeDir, κ.λπ.) μπορούν να κληθούν εδώ
}
κενός βρόχος ( ) {
}
Από την έξοδο, μπορείτε να δείτε ότι έχω μια κάρτα SD περίπου 30 GB.
συμπέρασμα
Μια μονάδα κάρτας MicroSD χρησιμοποιείται για την ανάγνωση και εγγραφή των δεδομένων από την κάρτα SD χρησιμοποιώντας την πλακέτα ESP32. Η μονάδα κάρτας MicroSD επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας τη διεπαφή SPI. Έτσι, μπορείτε είτε να χρησιμοποιήσετε τη βιβλιοθήκη SPI είτε να ορίσετε τις δικές σας καρφίτσες SPI μέσα στον κώδικα. Μόλις συνδεθείτε, μπορείτε να διαβάσετε εγγραφή ενός αρχείου κειμένου ή να δημιουργήσετε νέους καταλόγους στην κάρτα SD σας.