Arduino SD 卡入门：设置、连接与使用全攻略

执行大量 Arduino 项目？需存储海量关键信息和日志数据？解决方案是 Arduino SD 卡。如何工作？

本文带你了解设备方方面面：是什么、如何连接、如何使用等。

继续阅读获取所有所需知识。

Arduino 中的 SD 是什么？

Arduino SD 卡

图片来源：Pixlr

SD 卡或 micro SD 卡有两大核心组件，帮你轻松为 Arduino 项目添加数据记录。大多数 micro SD 卡工作电压 3.3V。故不可直接连接 5V 逻辑电路。简而言之，若尝试 3.6V 以上电压工作，会毁坏 SD 卡。

因此模块搭载稳压器 (板载超低压差) 将 3.3–6V 电压转为约 3.3V。

此外，模块芯片 (74LVC125A) 将连接逻辑从 3.3–5V 转为 3.3V，称“逻辑电平转换”，意味板卡可连接 3.3V 和 5V 两类微控制器如 Arduino。

微控制器组件

如何用标准 SD 卡接口 Arduino？两种方法：SDIO 模式和 SPI 模式。大多数 SD 卡模块基于 SPI 模式 (开销小、速度较低)，多数微控制器易用。更快的是 SDIO 模式，适用于手机、相机等，但较复杂，需签署保密文件。

存储卡模块

Arduino SD 卡模块引脚定义

SD 卡模块适配器有六个引脚：

• MOSI — SPI 输入
• CS — 片选信号引脚，禁用/启用线路
• GND — 接地引脚
• MISO — SPI 输出
• VCC — +5V 电源
• SCK — 接收时钟脉冲同步数据

如何准备 Micro SD 卡

先获取 SD 卡模块插入 micro SD 卡。再将模块置于 Arduino 格式化卡。确保按 Arduino 库格式化，即格式化为 FAT32 或 FAT16。全新 SD 卡厂商可能预格式化为 FAT 文件系统，但可能遇格式问题。经验法则：无论新旧卡，重新格式化。

如何将 SD 卡连接到 Arduino？

Arduino 卡连接 SD 卡

图片来源：Wikimedia Commons

SD 卡就绪后，连接到 SD 扩展板。将 micro SD 卡模块放面包板。模块 VCC 接 Arduino 5V，GND 接地。剩余为 SPI 通信引脚。

通常 micro SD 卡需大量数据传输。连接到微控制器硬件 SPI 引脚性能更好，因 SPI 引脚比用其他引脚“位操作”接口代码更快。

注意 Arduino 板有不同 SPI 引脚需对应连接。如 Arduino Nano 引脚 11 (MOSI)、12 (MISO)、13 (SCK)。需第四引脚：SS 线“片选”。可用引脚 10 或任意首选。Arduino Mega 引脚不同：53 (SS)、50 (MISO)、51 (MOSI)、52 (SCK)。其他板参考官方文档。准备好记录数据。

如何用 Arduino 代码通过 CardInfo 测试 SD 卡模块？

与 SD 卡通信繁琐。好在 Arduino IDE 内置优秀库“SD”，简化读写。运行草图点 File→Examples→SD→card info。草图显示是否识别 SD 卡及数据。回草图确认“chip Select”用正确数字引脚，否则改为 10。

一切正常后，插入 SD 卡上传草图。打开串口监视器即见提示。提示显示卷类型 FAT32、容量、卡类型 SDHC (大容量 SD)。

Arduino 草图截图

若为克隆卡或坏卡，可能显示卡类型 SD1 无产品和制造商 ID。尝试重新格式化。同结果则弃卡。

Arduino 草图截图

最后无卡重跑草图。草图不初始化 SD 卡。卡损坏或接线错误也得此提示。

Arduino 草图截图

若 SD 卡正确格式化且接线无误？提示：“wiring is correct, and a card is present.”

用 Arduino SD 卡读写数据

SD 卡初始化成功，进入下步。上传草图代码。一切好会显示“initialization done”。见“writing to test done”。复位 Arduino 重跑草图，旧数据不覆盖，新数据追加。

代码含义？

第 1 部分

草图含 SPI 库和内置 SD 库，易用 SD 卡联系 SPI 接口。选 Arduino 引脚连模块 CS 引脚，因 CS 引脚不固定。用硬件 SPI 库无需声明引脚因固定。创建对象 myFile 存储 SD 卡信息。

进入 setup() 开始串口通信在串口监视器显示结果。用 SD.begin() 初始化卡。初始化成功“if”真，“initialization done”显示串口监视器。否则“else String”:“initialization failed”显示，程序结束。

SD.open() 打开文件“test.txt”。无此文件则创建。FILE_WRITE 以读写模式打开。

文件打开，串口显示“Writing to test.txt..”。myFile.println() 处见“testing 1, 2, 3”。用 close() 保存写入数据。

第 2 部分

检查文件确认写入成功。用 SD.open() 打开“test.txt”。用 myFile.read() 读取文件显示串口监视器。用“while”循环和 myFile.available() 读文件字符。因 read() 单次读一字符。关闭文件。

演示草图无需多次跑代码，所有代码在 setup() 运行一次。

重要注意事项

1. 文件名不区分大小写。WriteLog.Txt 同 writelog.txt 和 WRITELOG.TXT。

2. 可在目录中打开文件。

3. println() 和 print() 可写变量、字符串等。

4. Read() 不读完整数字或行，单次返回一个字符。

5. 文件名须短，SD 卡库不支持“长文件名”。

常见问题

Arduino SD 卡最大容量？

最大 2GB。

Arduino SD 卡会损坏吗？

可能。因物理损坏、不当使用、制造缺陷、恶意软件。

结语

Arduino SD 卡是实用存储设备，可记录数据。准确接线下易设置。可方便读写数据。

需帮助获取最适合项目的 Arduino SD 卡？随时联系。