模組介紹 : faya SD卡模組

學習目標 : 認識faya SD卡模組的功能及使用方式
學習時間 : 35mins
示範模組 : (1) faya brickNano
                   (2) faya SD卡模組


====================功能介紹====================
faya SD卡模組透過SPI接線，從Arduino的函式下指令，就能讀取讀取SD卡資料，也能建立檔案並將資料記錄在檔案裡。

faya SD卡模組的右邊有八個埠，分別是CS、MOSI、SCLK、MISO、DAT1、DAT2、DETECT、PROTECT，其中CS、MOSI、SCLK、MISO是SPI通訊協定，用來和Arduion互相溝通。

在Arduino brickNano中SPI通訊有固定的腳位，如下所示:

SD卡模組             Arduino brickNano
CS                ==>              D10
MOSI           ==>              D11
MISO           ==>              D12
SCLK           ==>              D13

====================原理知識====================

以下解釋提供給有需要知道背後原理的人:

上圖為SD卡的腳位定義，SD卡支援兩種匯流排方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式採用6線制進行資料通信，其特點是資料位元數寬（4位元）、速度快。SPI方式採用4線制進行資料通信，其特點是速度要比SD方式慢，但匯流排簡單、不需要進行CRC校驗，比較適合單晶片採用這種方式對SD卡進行讀寫操作。

SD卡只能使用3.3V 的IO電壓，所以MCU一定要能夠支援3.3V的IO埠輸出。 注意：在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK 都需要加10~100K 左右的提升電阻。 SD 卡要進入SPI 模式很簡單，CS 為（低電壓）則SPI 模式被啟用。

電路圖如下所示:

====================範例實作(一)====================

了解模組功能(原理)後，我們用以下範例來展示模組的功能:

目標:

(1)使用Serial Monitor，查看SD卡的規格以及所儲存的檔案資訊

接線:

(1) 電源線連接如下圖所示，連接的說明請看這篇文章 或簡易版

(2) 訊號線連接

                   Arduino_D10 ===> SD卡模組_CS               
                   Arduino_D11 ===> SD卡模組_MOSI

                   Arduino_D12 ===> SD卡模組_MISO
                   Arduino_D13 ===> SD卡模組_SCLK
                  *注意D12和D13並未按照順序

範例程式:

備註:
- 此範例程式直接使用Arduino IDE的SD卡範例程式 (CardInfo.ino)，通常讀取記憶卡和檔案資訊的程式格式都一致的，我們只要把修改硬體腳位即可。

範例結果:

插入SD卡，下載程式後，開啟Serial Monitor，SD卡和檔案資訊會顯示在視窗中，如下所示。

====================範例實作(二)====================

目標:

(1)利用Arduino在SD卡裡建立檔案(test.txt)並儲存

接線:

和範例實作(一)的接法相同

範例程式:

備註:
- 此範例程式直接使用Arduino IDE的SD卡範例程式 (Files.ino)，會在SD卡內建立一個檔案[test.txt]，並且在裡面寫入內容。
- L41: 寫入 [Hello Fayalab ]
- L42: 寫入 [testing 1, 2, 3. ]

範例結果:

打開Serial Monitor，MCU會建立檔案[text.txt]在SD卡中

將SD卡插入電腦讀卡機，用電腦記事本開啟檔案，可看到剛剛在程式裡建立的內容。

討論:

• SD卡模組通常都會搭配數種模組做搭配以利做為紀錄用，當成一個小型紀錄器，該模組是必不可缺的模組，只是看使用者如何搭配與運用，這模組有多種可能性就等著你去實現它。

• 使用者可以在Arduino的介面上選檔案>範例>SD裡都有許多參考範例可以用讓SD卡使用更廣。

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