每隔一段时间，您就会遇到一个想法，您需要一种方法来为Arduino项目存储大量日志数据和其他信息，例如GPS记录器。

解决方案是使用在每台数码相机和MP3播放器中都能找到的东西：闪存卡！通常称为SD或micro SD卡。它们能够将千兆字节的数据打包到比硬币还小的空间中，这使它们成为生活中不可或缺的东西。

硬件概述

Micro SD卡模块包含两个主要组件，可以轻松地将数据记录添加到您的下一个Arduino项目：

●    标准micro SD卡的工作电压都是3.3 V。所以我们不能直接将它连接到使用5V逻辑电平的电路。事实上，任何超过3.6V的电压都会永久损坏Micro SD卡。这就是为什么该模块具有板载超低压差稳压器，可将电压从3.3V - 6V转换为~3.3V。

●    模块上还有一个74LVC125A芯片，可将接口逻辑电平从3.3V-5V转换为3.3V。这称为逻辑电平转换。这意味着您可以使用该板与3.3V和5V微控制器进行交互。

实际上有两种与Micro SD卡连接的方式 - SPI模式和SDIO模式。 SDIO模式速度更快，用于手机、数码相机等。但它更复杂，需要签署保密文件。因此，像我们这样的爱好者可能永远不会遇到SDIO模式的接口代码。相反，每个SD卡模块都基于“低速和低开销”的SPI模式，任何微控制器都可以轻松使用。

Micro SD卡模块引脚分配

Micro SD卡模块的连接相当简单。它有六个引脚：

VCC 引脚为模块供电，应连接到Arduino上的5V引脚。

GND 应连接到Arduino的地。

MISO (Master In Slave Out) 是Micro SD卡模块的SPI输出。

MOSI (Master Out Slave In) 是Micro SD卡模块的SPI 输入。

SCK（串行时钟）引脚接受与Arduino生成的数据传输同步的时钟脉冲。

SS（从机选择）引脚由Arduino用于启用和禁用SPI总线上的特定器件。

将Micro SD卡模块连接到Arduino开发板

首先，将Micro SD卡模块插入面包板。将模块上的VCC引脚连接到Arduino上的5V，GND引脚接地。现在我们剩下的是用于SPI通信的引脚。

由于Micro SD卡需要大量数据传输，因此当连接到微控制器上的硬件SPI引脚时，它们将提供最佳性能。请注意，每个Arduino开发板都有不同的SPI引脚，应相应地连接。对于像UNO/Nano这样的Arduino开发板，SPI引脚是数字13 (SCK)、12 (MISO) 和11 (MOSI)。您还需要第四个引脚用于芯片从机选择（SS）。通常这是引脚10，但您实际上可以使用任何您喜欢的引脚。

Arduino代码 – 使用CardInfo测试SD卡模块

与SD卡通信是一项繁重的工作，但对我们来说幸运的是，Arduino IDE已经包含一个非常好的库，称为SD，它简化了对SD卡的读取和写入。您可以在示例子菜单中看到它。

接下来，选择CardInfo示例草图。

此草图不会将任何数据写入卡。它只是告诉您它是否成功识别了该卡，并显示有关它的一些信息。这在尝试确定是否支持SD卡时非常有用。在尝试任何新卡之前，我们建议您运行此草图一次！

转到草图的开头并确保chipSelect线已正确初始化，在我们的例子中，我们使用数字引脚＃10，所以将其更改为10！

现在将SD卡插入模块并上传草图。打开串口监视器，你会看到如下内容：

你可能会觉得它乱码，卡类型是SDHC（SD高容量），卷类型是FAT32以及大约4 GB的卡容量等很有用。

如果您有一张坏卡，克隆版本似乎更容易发生这种情况，您可能会看到：

卡大多有反应，但数据全是坏的。没有制造商ID/OEM ID并且产品ID为“N/A”。这表明该卡返回了一些SD错误。这基本上是一个糟糕的场景。如果你得到这样的东西，你可以尝试重新格式化它。

最后，尝试取出SD卡并再次运行草图，您将得到以下内容，

看，它甚至无法初始化SD卡。如果存在接线错误或卡永久损坏，也会发生这种情况。

如果接线正确但SD卡未正确格式化，您将得到如下信息：

Arduino代码 - 读取和写入数据

接下来的草图将做一个从文件写入和读取数据的基本演示。在我们开始详细介绍之前，先试一下草图。

1. #include <SPI.h>
   
2. #include <SD.h>
   
3. 
   
4. File myFile;
   
5. 
   
6. // change this to match your SD shield or module;
   
7. const int chipSelect = 10;
   
8. 
   
9. void setup()
   
10. {
    
11.   // Open serial communications and wait for port to open:
    
12.   Serial.begin(9600);
    
13.   while (!Serial) {
    
14.     ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
    
15.   }
    
16. 
    
17. 
    
18.   Serial.print("Initializing SD card...");
    
19. 
    
20.   if (!SD.begin()) {
    
21.     Serial.println("initialization failed!");
    
22.     return;
    
23.   }
    
24.   Serial.println("initialization done.");
    
25. 
    
26.   // open the file. note that only one file can be open at a time,
    
27.   // so you have to close this one before opening another.
    
28.   myFile = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);
    
29. 
    
30.   // if the file opened okay, write to it:
    
31.   if (myFile) {
    
32.     Serial.print("Writing to test.txt...");
    
33.     myFile.println("testing 1, 2, 3.");
    
34.     // close the file:
    
35.     myFile.close();
    
36.     Serial.println("done.");
    
37.   } else {
    
38.     // if the file didn't open, print an error:
    
39.     Serial.println("error opening test.txt");
    
40.   }
    
41. 
    
42.   // re-open the file for reading:
    
43.   myFile = SD.open("test.txt");
    
44.   if (myFile) {
    
45.     Serial.println("test.txt:");
    
46. 
    
47.     // read from the file until there's nothing else in it:
    
48.     while (myFile.available()) {
    
49.       Serial.write(myFile.read());
    
50.     }
    
51.     // close the file:
    
52.     myFile.close();
    
53.   } else {
    
54.     // if the file didn't open, print an error:
    
55.     Serial.println("error opening test.txt");
    
56.   }
    
57. }
    
58. 
    
59. void loop()
    
60. {
    
61.   // nothing happens after setup
    
62. }

复制代码

上传代码，如果一切正常，串口监视器上会出现以下内容。

代码说明

草图首先包括内置的SD库和SPI库，这使我们能够通过SPI接口轻松地与SD卡进行通信。

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

复制代码

包含库后，我们要做的下一件事是声明SD卡模块的chipSelect (CS)引脚连接到的Arduino引脚。CS引脚是唯一没有真正固定为任何Arduino数字引脚的引脚。我们不需要声明其他SPI引脚，因为我们使用的是硬件SPI接口，并且这些引脚已经在SPI库中声明。声明引脚后，我们创建一个对象myFile，稍后将使用该对象将数据存储在SD卡上。

1. const int chipSelect = 10;
   
2. File myFile;

复制代码

接下来，在setup()函数中，我们启动串口通信以在串口监视器上显示结果。使用SD.begin()函数初始化SD卡，如果初始化成功，“if”语句变为真，在串行监视器上打印字符串“initialization done”，否则打印输出字符串“initialization failed!”，程序终止。

1. Serial.begin(9600);
   
2.   Serial.print("Initializing SD card...");
   
3.   if (!SD.begin()) {
   
4.     Serial.println("initialization failed!");
   
5.     return;
   
6.   }
   
7.   Serial.println("initialization done.");

复制代码

接下来，SD.open()函数将打开名为“test.txt”的文件。在我们的例子中，由于这样的文件不存在，它将被创建。另一个参数FILE_WRITE以读写模式打开文件。

1. myFile = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);

复制代码

打开文件后，我们将在串口监视器上打印“Writing to test.txt...”消息，然后使用 myFile.println() 函数，我们将写入文本“testing 1, 2, 3”到文件中。之后我们需要使用close()函数来确保写入文件的数据被保存。

1.   if (myFile) {
   
2.     Serial.print("Writing to test.txt...");
   
3.     myFile.println("testing 1, 2, 3.");
   
4.     myFile.close();
   
5.     Serial.println("done.");
   
6.   } else {
   
7.     Serial.println("error opening test.txt");
   
8.   }

复制代码

现在让我们读取同一个文件来检查写入操作是否成功。为此，我们将使用相同的函数SD.open() ，但这一次由于文件“test.txt”已经创建，函数只会打开文件。然后使用myFile.read()函数，我们将从文件中读取并将其打印在串口监视器上。 read()函数实际上一次只读取一个字符，因此我们需要使用“while”循环和函数myFile.available() 来读取文件中的所有字符。最后我们需要关闭文件。

1. myFile = SD.open("test.txt");
   
2.   if (myFile) {
   
3.     Serial.println("test.txt:");
   
4.     while (myFile.available()) {
   
5.       Serial.write(myFile.read());
   
6.     }
   
7.     myFile.close();
   
8.   } else {
   
9.     Serial.println("error opening test.txt");
   
10.   }

复制代码

由于这只是演示如何读取和写入文件的演示草图，因此没有必要多次运行代码，因此所有代码都放在只运行一次的setup()函数中，而不是将其置于loop()函数一遍又一遍地运行。

1. void loop()
   
2. {
   
3. }

复制代码