Підключення sd карти до мікроконтролера

В одній з минулих статей, ми виводили картинку на дисплей з sd картки, але в ній були втрачені деякі моменти, перший - підключення самої картки, другий - була розглянута лише частина функцій бібліотекиPetit FatFs, давайте зупинимося на цих моментах докладніше.

Спілкування з карткою можливе за одним із двох інтерфейсів,SPIабоSD.

Треба сказати, що інтерфейс SD може працювати в однобітному і чотирибітному режимах.

Схема підключення картки по SPI стандартна і виглядає наступним чином, висновки картки, що не використовуються, потрібно за допомогою резистора 10К підтягнути до живлення.

Але в аматорських конструкціях часто нехтують резисторами, що підтягують, спрощуючи схему підключення.

Треба відзначити, що при підключенні по SPI картка дуже вимоглива до напруги живлення і невелика просадка напруги живлення призводить до непрацездатності картки, це перевірено на особистому досвіді, з приводу SD інтерфейсу сказати нічого, ще не пробував. Це все писав до того, що з харчування обов'язково ставити конденсатори. Що стосується дроселя, він має бути розрахований на струм до 100мА, але ставити його необов'язково.

На схемах, зображених вище видно, що з роботи картці необхідно 3.3 вольта, відповідно, лініях передачі напруга має виходити за діапазон 0 – 3.3 вольт і виникає питання, що робити якщо МК живиться від 5 вольт? Ответ простий , Треба узгодити лінії передачі даних, а зробити це можна за допомогою звичайного резистивного дільника.

З підключенням розібралися, тепер розглянемо як користуватися бібліотекоюPetit FatFs, яка призначена для 8-бітових мікроконтролерів з малим розміром пам'яті.

Бібліотека складається з 5 файлів:integer.h- заголовний файл, в якому описані основні типи даних.

diskio.h- заголовний файл, в якому оголошено прототипи низькорівневих функцій для роботи з диском та статусні коди, які вони повертають.

diskio.c- у цьому файлі мають бути реалізовані низькорівневі функції, спочатку там "заглушки".

pffсonf.h- конфігураційний файл.

pff.h- заголовний файл, в якому оголошено прототипи функцій взаємодії з файловою системою диска.

pff.c- файл містить реалізації функцій взаємодії з файлової системою диска.

Видно, що для того, щоб бібліотека запрацювала, необхідно реалізувати низькорівневі функції. Але якщо йдеться про AVR або PIC, для них на сайті можна завантажити приклад роботи з бібліотекою, в якому є файлmmc, в ньому вже реалізовані низькорівневі функції. Також необхідно встановити конфігурацію бібліотеки у файлі pff.h і написати функції необхідні для роботи SPI.

Функції Petit FatFs.

FRESULT pf_mount (FATFS*)— функція монтує/демонтує диск. Цю функцію необхідно викликати до початку роботи з диском, якщо викликати функцію з нульовим покажчиком диск демонтується. Функція може бути викликана будь-якої миті часу.

ПараметриFATFS* fs— вказівник на об'єкт типу FATFS, опис цієї структури можна переглянути у файлі pff.h. Нам треба лише оголосити змінну такого типу.

Значення, що повертаються:FR_OK (0)— повертається у разі успішного виконання функціїFR_NOT_READY— пристрій не може бути ініціалізованийFR_DISK_ERR— виниклапомилка під час читання з дискаFR_NO_FILESYSTEM— на диску немає правильного розділу FAT

Параметриconst char * path- покажчик на рядок, що вказує шлях до файлу. Шлях треба вказувати повністю щодо кореневої директорії, поділяючи директорії слешем.

Значення, що повертаються:FR_OK (0)— повертається у разі успішного виконання функціїFR_NO_FILE— файл не знайденийFR_DISK_ERR— помилка дискаFR_NOT_ENABLED— диск не було змонтовано

Значення, що повертаються:FR_OK (0)— повертається у разі успішного виконання функціїFR_DISK_ERR— помилка дискаFR_NOT_OPENED— файл не був відкритийFR_NOT_ENABLED— диск не був змонтований

FRESULT pf_write(const void* buff, WORD btw, WORD* bw)— функція дозволяє записувати дані у відкритий файл. Для того, щоб функція працювала у файлі pffconf.h треба записати#define _USE_WRITE 1

Параметри:void* buff— покажчик на буфер, який хочемо записати, нульове значення фіналізує записWORD btw— кількість байт, які хочемо записатиWORD* bw— покажчик на змінну, що зберігає кількість байт, які вдалося записати. Аналізуючи, цю змінну можна дізнатися, чи було досягнуто кінець файлу.

Через те, що бібліотека розрахована на мікроконтролери з малим об'ємом пам'яті, ця функція має ряд обмежень:

не можна створювати нові файли, а записувати можна тільки в існуючі
не можна збільшувати розмір файлу
не можнаоновити тимчасову мітку
операцію запису можна розпочати/зупинити лише на межі сектора
файловий атрибут "тільки для читання" не може заборонити запис

Для того щоб зрозуміти передостанній пункт, треба знати, що пам'ять картки розбита на блоки (сектори) по 512 байт і запис можна почати тільки з початку сектора. Таким чином якщо ми хочемо записати 1000 байт, то перший сектор запишеться повністю, а в другий запишеться тільки 488 байт, а 24 байти, що залишилися, заповняться нулями.

Для запису у відкритий файл слід виконати такі дії:

встановити покажчик на кордон сектора, якщо встановити не на кордон, то покажчик буде округлений до нижньої межі сектора
викликати функцію запису потрібну кількість разів
фіналізувати запис, викликавши функцію з нульовим покажчиком

Для того, щоб навести приклад роботи функції запису, необхідно розглянути ще одну функцію.

FRESULT pf_lseek(DWORD offset)- встановлює покажчик читання/запису у відкритому файлі. Встановлювати покажчик можна абсолютним або відносним зміщенням, для абсолютного усунення необхідно передати в функцію число

для відносного, передати значення покажчика на поточну позиціюfs.fptrта величину зміщення

Для того, щоб функція працювала у файлі pffconf.h треба записати#define _USE_LSEEK 1

Параметри:DWORD offset- кількість байт, на які потрібно змістити покажчик.

Значення, що повертаються:FR_OK (0)— повертається у разі успішного виконання функціїFR_DISK_ERR— помилка дискаFR_NOT_OPENED— файл не був відкритий

Записати дані у файл можна в такий спосіб.

Також залишаю тут шматокреально працюючого коду, в якому використовуються всі описані вище функції.

FRESULT pf_opendir(DIR* dp, const char * path)— функція відкриває існуючу директорію та створює покажчик на об'єкт типу DIR, який буде використовуватися для отримання списку файлів відкритої директорії. Для того щоб функція працювала в файлі pffconf.h треба записати#define _USE_DIR 1

Параметри:DIR *dp— покажчик змінної типу DIR.

const char * path— покажчик на рядок, що містить шлях до директорії, директорії поділяються слешем

Значення, що повертаються:FR_OK (0)— повертається у разі успішного виконання функціїFR_NO_PATH— не вдалося знайти шляхFR_NOT_READY— не вдалося ініціалізувати дискFR_DISK_ERR— помилка дискаFR_NOT_ENABLED— диск не було змонтовано

FRESULT pf_readdir(DIR* dp, FILINFO* fno)- функцію дозволяє прочитати вміст директорії. Для цього потрібно відкрити директорію за допомогою функції pf_opendir() та викликати pf_readdir(). Кожний раз при викликі функція повертатиме назву об'єкта (папки/файлу), що лежить у зазначеній директорії. Коли вона пройдеться всіма об'єктами, поверне нульовий рядок в елементі масиву fno.fname[]. Для того щоб функція працювала у файлі pffconf.h треба записати#define _USE_DIR 1

Параметри:DIR *dp— покажчик на змінну типу DIR, яка має бути попередньо оголошена

FILINFO *fno— вказівник на змінну типу FILINFO, яка має бути попередньо оголошена.

Значення, що повертаються:FR_OK- успішне завершення функціїFR_DISK_ERR- помилка дискаFR_NOT_OPENED- не відкрита директорія