安全数字（SD）卡用于在许多电子设备中存储信息，尤其是智能手机和数码相机。但是您知道您可以借助一个简单的 8 位微控制器在SD 卡上读取和写入信息吗？你没听错，这样做是可能的，这为嵌入式系统和设计打开了一个充满机会的袋子。由于 SD 卡的价格远优于任何其他存储选项，因此它可以用于存储和记录数天的数据。这使得日志记录功能更加简单。这是一个例子，你可以用一张 SD 卡做更多的事情。

　　因此，在本文中，我们将向您展示如何简单地将 SD 卡模块与 PIC 微控制器连接并在其中存储数据。

　　了解不同类型的 SD 卡？

　　安全数字卡或 SD 卡是一种由 SD 协会 （SDA） 开发的用于便携式设备的非易失性存储卡格式。Secure Digital 卡可细分为四类，如下所示。

　　SDSC（安全数字标准容量）：

　　您可以在市场上找到的最基本和最常见的卡是SDSC卡。它代表安全数字标准容量；这种类型的卡最大容量为 2GB，它使用 FAT16 文件系统。除此之外，此类卡的最大传输容量为 12.5MB/s 。

　　SDHC（安全数字大容量）：

　　接下来，列表中还有另一种最常见的卡，称为SDHC或安全数字大容量卡。此卡最大容量为 32GB，支持升级后的 FAT32 文件系统。在一般情况下，此卡支持的总线速度为 12.5MB/s 至 25MB/s，但根据总线接口（UHS-I、UHS-II、UHS-III、SD-表达）。

　　SDXC（安全数字扩展容量）：

　　接下来，我们有我们的SDXC卡或Secure Digital eXtended-Capacity， 此卡的最大容量为 2TB，它可以同时支持 FAT32 和 exFAT 文件系统。此卡的默认总线速度为 12.5MB/s 至 25MB/s，但它支持高达 3938MB/s 取决于总线接口（UHS-I、UHS-II、UHS-III、SD-Express）

　　SDUC（安全数字超容量）：

　　接下来，在线上，我们有我们最近升级的卡或SDUC卡，它代表安全数字超容量。此卡最大容量为 128TB，仅支持 exFAT 文件系统。它还具有 12.5MB/s 到 25MB/s 的默认总线速度，但根据总线类型，它可以支持高达 3938MB/s（UHS-I、UHS-II、UHS-III、SD-Express）。

　　SDIO（安全数字输入输出）：

　　SDIO是一种安全数字卡接口。根据容量和总线速度，它可以用作输入或输出设备的接口。

　　SD卡也按“写入速度”和“物理尺寸”分类

　　2.按“物理尺寸”分类

　　标准（32 毫米 × 24 毫米 × 2.1 毫米）

　　miniSD（21.5 毫米 × 20 毫米 × 1.4 毫米）

　　microSD（15 毫米 × 11 毫米 × 1 毫米）

　　了解 SD 卡不同引脚的功能

　　一般来说，SD 卡有 9 个引脚，但其中只有 7 个引脚用于与 SPI 模式下的 SD 卡通信。SD 卡 MicroSD 卡和 SD 卡模块的图像如下所示。

　　标准 SD 卡可以在 3 种模式下运行：

　　1. SPI 模式引脚配置

　　2.一位 SD 模式引脚配置

　　3.四位 SD 模式引脚配置

　　在这个项目中，我们将通过 SPI 与 SD 卡进行通信。工作频率在 100kHz 至 400kHz 之间。

　　将 SD 卡与 PIC 微控制器通信所需的组件

　　构建此项目所需的组件非常通用，其中大部分都可以在您当地的爱好商店中找到。下面给出了所需组件的列表。

　　PIC单片机（PIC18F46K22）

　　SD卡模块（带3.3稳压器和逻辑电平转换器）

　　降压电阻（3x3.3K 和 3x2.2k）（如果直接使用 SD 卡）

　　20MHz晶振

　　33pf 电容 - 2Nos

　　4.7k， 100E 电阻

　　PicKit3

　　带领任何颜色

　　按钮

　　面包板

　　跳线

　　为 PIC 和 SD 卡模块供电的 12V 适配器

　　用于将 SD 与 PIC 微控制器连接的示意图

　　下面给出了基于 PIC 微控制器的数据记录器的电路图。

　　我们使用 PIC18F46K22 作为大脑与 SD 卡模块进行通信。我们已经知道PIC单片机的工作电压是5V，不适合SD卡。由于 SD 卡工作在 3.3v 电压范围内，因此我们使用了一些分压器来降低 SD 卡输入电压。

　　我们使用 2.2k 和 3.3k 电阻器来创建分压器电路。

　　SD卡输入电压 = 5v x （3.3k/ （2.2k+3.3k）） = 3v

SD卡和PIC单片机之间建立通信的程序

在这个项目中，我们使用Chan 的 FatFs 通用 FAT 文件系统模块库在 SD 卡上读取和写入数据，并使用 Microchip 代码配置器 (MCC) 为 (PIC18F46K22) 配置程序。完整的程序可以在本页底部找到。

上面提到的那些库包含在代码的开头。

 

#include "mcc_generated_files/mcc.h"
#包括“ff.h”

 

接下来，定义2个变量fatFs和file用于访问SD卡的区域。

 

FATFS FATF；/* 每个卷需要的 FatFs 工作区 */
文件；/* 每个打开的文件需要的文件对象 */

 

接下来，我们定义一个回调函数来让 LED 闪烁，我们在 Timer0 的帮助下做到这一点。我们计算它，以便 LED 每 1 秒闪烁一次。

 

无效闪烁_led（）{
            IO_RA1_Toggle();
}

 

在main()循环中，我们调用SYSTEM_Initialize()函数来初始化系统外围设备，如（INTERRUPT、Pin、Timer0、Uart、SPI1）。并启用全局和外围中断。

 

无效主要（无效）
别的{
            printf("创建文件失败
");
            SD_LED_SetLow();
            }
    }别的{
            printf("SD卡挂载失败
 ------ FRESULT %d ------
");
            }
            printf("
=============完成与SD卡的接口=============


 
");

 

这就是我们如何将 SD 卡与 PIC 微控制器连接以将数据存储到 SD 卡中。

　　测试和调试通信过程

　　电路和代码完成后，我们在我们放入代码中的调试日志的帮助下测试了电路。如您所见，我们使用 USB 到 UART 转换器在我们使用 PuTTY 的串行监视器窗口中记录调试数据。

　　看到“创建文件成功”信息后，我们从SD卡模块中取出SD卡，直接放入PC中验证文件是否创建，果然文件创建成功。

　　我们打开文件并检查我们输入的消息是否存在。它就在那里，这证明我们的代码工作正常。

 

#include "mcc_generated_files/mcc.h"

#包括“ff.h”

FATFS FATF；/* 每个卷需要的 FatFs 工作区 */

文件；/* 每个打开的文件需要的文件对象 */

无效闪烁_led（）{

IO_RA1_Toggle();

}

/*

主要应用

*/

无效主要（无效）

别的{

printf("创建文件失败
");

SD_LED_SetLow();

}

}别的{

printf("SD卡挂载失败
------ FRESULT %d ------
");

}

printf("
=============完成与SD卡的接口=============

");

而（1）{

// 添加您的应用程序代码

}

}

/**

文件结束

*/