Работа с SD картой. Подключение к микроконтроллеру. Ч1
В устройствах на микроконтроллерах для хранения больших объемов данных используется внешняя память. Если требуется хранить единицы мегабайт, то подойдут микросхемы последовательной флэш памяти. Однако для больших объемов (десятки -сотни мегабайт) обычно применяются какие-нибудь карты памяти. В настоящий момент наибольшее распространение получили SD и microSD карты, о них я и хотел бы поговорить в серии материалов. В этой статье речь пойдет о подключении SD карт к микроконтроллеру, а в следующих мы будет разбираться как читать или записывать на них данные.
SD карты могут работать в двух режимах — SD и SPI. Назначение выводов карт и схема подключения зависит от используемого режима. У 8-и разрядных микроконтроллеров AVR нет аппаратной поддержки SD режима, поэтому карты с ними обычно используются в режиме SPI. В 32-х разрядных микроконтроллерах на ядре ARM, например AT91SAM3, интерфейс для работы с картами в SD режиме есть, поэтому там можно использовать любой режим работы.
Назначение контактов SD карты в SD режиме
Назначение контактов SD карты в SPI режиме
Назначение контактов microSD карты в SD режиме
Назначение контактов microSD карты в SPI режиме
Напряжение питания SD карт составляет 2.7 — 3.3 В. Если используемый микроконтроллер запитывается таким же напряжением, то SD можно подключить к микроконтроллеру напрямую. Расово верная схема, составленная путем изучения спецификаций на SD карты и схем различных отладочных плат, показана на рисунке ниже. По такой схеме подключены карты на отладочных платах фирм Olimex и Atmel.
На схеме обозначены именно выводы SD карты, а не разъема.
L1 — феррит или дроссель, рассчитанный на ток >100 мА. Некоторые его ставят, некоторые обходятся без него. А вот чем действительно не стоит пренебрегать, так это полярным конденсатором C2.
Потому что при подключении карты происходит бросок тока, напряжение питания «просаживается» и может происходить сброс микроконтроллера.
По поводу подтягивающих резисторов есть некоторая неоднозначность. Поскольку SD карты выпускаются несколькими производителями, на них существует несколько спецификаций. В одних документах четко указана необходимость подтягивающих резисторов (даже для неиспользуемых линий — 8, 9), в других документах этих указаний нет (или я не нашел).
Упрощенный вариант схемы (без подтягивающих резисторов) показан на рисунке ниже. Эта схема проверена на практике и используется в платах фирмы Microelectronika. Также она используется во многих любительских проектах, которые можно найти в сети.
Здесь сигнальные линии SD карты удерживаются в высоком состоянии микроконтроллером, а неиспользуемые линии (8, 9) никуда не подключены. По идее они должны быть подтянуты внутри SD карты. Далее я буду отталкиваться от этой схемы.
Если микроконтроллер запитывается напряжением отличным от напряжения питания SD карты, например 5 В, то нужно согласовать логические уровни.
На схеме ниже показан пример согласования уровней карты и микроконтроллера с помощью делителей напряжения. Принцип согласования уровней простой — нужно из 5-и вольт получить 3.0 — 3.2 В.
Линия MISO — DO не содержит делитель напряжения, так как данные по ней передаются от SD карты к микроконтроллеру, но для защиты от дурака можно добавить аналогичный делитель напряжения и туда, на функционировании схемы это не скажется.
Резистивный делитель напряжения — это самый простой вариант согласования уровней, однако при высоких скоростях обмена или длинных проводах он может не подойти. Емкость входов SD карты, а также паразитная емкость линий, вместе с резисторами делителя образует RC фильтры, которые «заваливают» фронты передаваемых сигналов, а у SD карт есть определенные требования к этим фронтам.
Если использовать для согласования уровней буферную микросхему, например CD4050 или 74AHC125, этих недостатков можно избежать. Ниже приведена схема, в которой согласование уровней выполняется с помощью микросхемы 4050.
Это микросхема представляет собой 6 неинвертирующих буферов. Неиспользуемые буферы микросхемы «заглушены».
Подключение microSD карт аналогичное, только у них немного отличается нумерация контактов. Приведу только одну схему.
На схемах я рассматривал подключение SD карт к микроконтроллеру напрямую — без разъемов. На практике, конечно, без них не обойтись. Существует несколько типов разъемов и они друг от друга немного отличаются. Как правило, выводы разъемов повторяют выводы SD карты и также содержать несколько дополнительных — два вывода для обнаружения карты в разъеме и два вывода для определения блокировки записи. Электрически эти выводы с SD картой никак не связаны и их можно не подключать. Однако, если они нужны, их можно подключить как обычную тактовую кнопку — один вывод на землю, другой через резистор к плюсу питания. Или вместо внешнего резистора использовать подтягивающий резистор микроконтроллера.
Ну и для полноты картины приведу схему подключения SD карты в ее родном режиме.
Он позволяет производить обмен данными на большей скорости, чем SPI режим. Однако аппаратный интерфейс для работы с картой в SD режиме есть не у всех микроконтроллеров . Например у Atmel`овских ARM микроконтроллеров SAM3/SAM4 он есть.
Шина данных DAT[0..3] может использоваться в 1 битном или 4-х битном режимах.
Продолжение следует…
Руководство по типам карт SD и microSD
ноя 2020
- Карты памяти
- microSD
- Карты памяти SD
- Карты памяти
- Мобильный образ жизни
- Персональное хранилище
Блог Главная
Карты памяти служат в качестве электронных хранилищ на ваших устройствах с цифровыми данными, такими как фотографии и видео. Если у вас есть фотоаппарат, видеокамера, дрон или мобильное устройство, скорее всего, вы используете карту памяти.
Чаще всего в смартфонах и цифровых камерах используются карты памяти типа SD и microSD.
Они подходят для любых устройств от цифровой зеркальной камеры до консоли Nintendo Switch, однако не все карты одинаковые — для разных устройств требуются разные типы карт памяти.
Какой стандарт SD и емкость вам нужны?
Первое, что следует выяснить при выборе карты памяти — какой тип карты требуется вашему устройству. Эту информацию обычно можно найти в инструкции по эксплуатации или на веб-сайте производителя. Как правило, производитель указывает, какой стандарт SD требуется для устройства. Карты SD и microSD используют одни и те же стандарты: SD, SDHC, SDXC и SDUC, а также microSD, microSDHC, microSDXC и microSDUC.
В настоящее время для SD и microSD карт наиболее популярными являются следующие два стандарты: SDHC и SDXC. Основное различие между стандартами SD заключается в емкости памяти. Если вы снимаете видео 4K, вам, скорее всего, понадобится карта SDXC, поскольку она имеет максимальную емкость 2 ТБ, которая является оптимальной для записи видео. Кроме того, в картах SDXC используется файловая систем exFAT, поддерживающая большие файлы, которые могут быть созданы при записи видео с высокой скоростью передачи данных с помощью таких камер, как Sony a7S III.
Для обычного пользователя карты на 32 ГБ или 64 ГБ более чем достаточно. На карту среднего размера должна быть возможность записать сотни или даже тысячи фотографий и видеороликов.
Типы карт SD
Карты памяти SD бывают четырех стандартов, которые соответствуют четырем разным емкостям. Четыре стандарта SD:
| Тип | Емкость |
| SD | 2 ГБ и менее |
| SDHC | От 2 ГБ до 32 ГБ |
| SDXC | От 32 ГБ до 2 ТБ |
| SDUC | От 2 ТБ до 128 ТБ |
Стандарты SD отображают хронологию создания SD-карт, при этом более новые карты имеют большую емкость и скорость. Выпуск SDUC был анонсирован в июне 2018 года, однако пройдет некоторое время, прежде чем карты SDUC станут доступны и будут широко использоваться в данной отрасли.
Например, в устройствах, совместимых с картами памяти стандарта SDXC, можно использовать карты стандартов SDXC, SDHC и SD. В устройствах, совместимых с картами памяти стандарта SDHC, можно использовать карты стандартов SDHC и SD, но нельзя использовать карты стандарта SDXC. В устройствах, совместимых с SD, можно использовать только карты памяти стандарта SD. Проще говоря, аппаратные устройства, поддерживающие новые стандарты, обратно совместимы с картами предыдущих стандартов, однако карты новых стандартов не могут использоваться в аппаратных устройствах, которые поддерживают только предыдущие стандарты.
Типы карт microSD
Карты microSD используют те же четыре стандарта SD, что и карты SD. Четыре стандарта SD для карт microSD:
| Тип | Емкость |
| microSD | 2 ГБ и менее |
| microSDHC | От 2 ГБ до 32 ГБ |
| microSDXC | От 32 ГБ до 2 ТБ |
| microSDUC | От 2 ТБ до 128 ТБ |
Карты MicroSD — это версия SD-карт меньшего размера, и самая большая разница между ними заключается в их конструктивных характеристиках.
Они также более универсальны, поскольку часто доступны с адаптером SD, который позволяет использовать карты microSD в аппаратных устройствах, которые поддерживают только карты SD. Карты MicroSD чаще используются для расширения системы хранения смартфонов, дронов, игровых устройств и камер.
Кроме того, аппаратные устройства обратно совместимы с картами microSD так же, как и с полноразмерными SD-картами. Для карт microSD действуют те же правила, что и для SD-карт. Устройство, совместимое с microSDXC, будет работать с картами microSDXC, microSDHC и microSD. Устройство, совместимое с microSDHC, будет работать с картами microSDHC и microSD. Устройство, совместимое с microSD, будет работать только с картой microSD. Аналогично вышеуказанному, аппаратные устройства, поддерживающие новые стандарты, обратно совместимы с картами предыдущих стандартов microSD, однако карты новых стандартов microSD не могут использоваться в аппаратных устройствах, которые поддерживают только предыдущие стандарты.
#KingstonIsWithYou
Фильтр Filters Applied
Сортировать по Название — от A до Z
Загрузить еще
No products were found matching your selection
РаспиновкаMicroSD: пошаговое руководство
Что касается распиновки MicroSD, карты памяти играют решающую роль в качестве устройств хранения данных в современном технологическом мире.
Количество хранимой людьми информации неуклонно растет с годами. Следовательно, карты Micro Secure Digital стали более популярными.
Благодаря небольшому размеру, объему памяти, небольшому весу и возможности установки в смартфоны, ноутбуки и другие устройства карты MicroSD предпочтительнее.
В этой статье вы узнаете о различных типах карт Micro SD, их преимуществах и недостатках. Кроме того, вы также получите советы о том, как выбрать карту micro SD; Читайте дальше, чтобы узнать больше.
Содержание
Конфигурация контактов Microsd
В таблице ниже представлена конфигурация контактов Micro Secure Digital.
Распиновка карты micro SD
Источник: Wikimedia Commons Существует три типа карт Micro SD, все они имеют почти одинаковый физический интерфейс, но разные объемы памяти, а именно: A Карта MicroSDXC Как уже говорилось ранее, в настоящее время на рынке представлены различные типы карт памяти. Таким образом, чтобы выбрать подходящую карту Micro SD, необходимо учитывать факторы: Кроме того, всегда проверяйте, есть ли в вашем устройстве специальный слот для карты, поскольку не все устройства имеют слоты для карт. Слот для карты памяти и USB-слот Прежде чем поместить карту Micro SD внутрь модуля и подключить ее к Arduino, ее необходимо сначала отформатировать. Как правило, в зависимости от библиотеки Arduino IDE, которую вы будете использовать, вам необходимо отформатировать карту MicroSD в файловую систему FAT32 или FAT16. Обратите внимание, что FAT 16 или FAT 32 будут лучше работать с картами, предназначенными для потребительских устройств, чем для промышленных устройств. Если ваша карта Micro SD новая, скорее всего, производители карт уже отформатировали ее в соответствии с системой FAT. Однако то, как производители карт отформатировали карту Micro SD, может привести к проблемам в вашем проекте. Кроме того, если вы используете старую карту, ее также придется отформатировать. Подводя итог, независимо от того, используете ли вы новую или старую карту Micro SD, всегда рекомендуется ее форматировать. Для эффективного форматирования производители карт рекомендуют использовать форматтер для SD-карт SD Associations, поскольку он устраняет многие проблемы, которые могут возникнуть из-за неправильного форматирования. Загрузите и установите программу форматирования, выберите нужный диск и нажмите «ФОРМАТ». Как отформатировать карту MicroSD с помощью SD Formatter. После того, как вы успешно подготовили карту MicroSD, вы можете подключить коммутационную плату. Сначала поместите модуль карты microSD внутрь макетной платы. Затем соедините контакт модуля VCC с Arduinos 5V и контакт GND с Arduinos GND. После этого у вас будут контакты, необходимые для связи по SPI. Поскольку картам MicroSD требуется существенная передача данных, они будут хорошо работать при подключении к аппаратным контактам SPI микроконтроллера. Причина в том, что аппаратные выводы SPI быстрее, а значит, и эффективнее. Обратите внимание, что различные платы Arduino имеют разные контакты SPI, требующие специальных подключений. Arduino Например, платы Uno и Nano Arduino имеют контакты SPI: цифровые 13 (SCK), 12 (MISO), 11 (MOSI). Кроме того, вам потребуется четвертый контакт для линии SS (Slave select), в основном контакт 10. Однако любой контакт будет работать нормально. Ниже приведена таблица, которой вы можете следовать для правильного подключения модуля карты Micro SD и контакта Arduino. В редких случаях, когда у вас есть Mega Arduino, вы будете использовать цифровые контакты 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK) и, наконец, 53 (SS). В таблице ниже указаны различные цифровые контакты плат Arduino. Теперь, когда вы подключили модуль карты microSD к Arduino IDE, вы можете загрузить код. Вы можете найти программу в библиотеке Arduino IDE, перейдите к файлу, например, SD, а затем к информации о карте. После этого вам нужно будет изменить число на выборе микросхемы на 10. Мы используем десять, предполагая, что вы используете Arduino Uno или Arduino nano. В противном случае вы можете изменить его на любой контакт, который будете использовать. Затем сопоставьте и загрузите код. Вы должны увидеть напечатанную информацию о модуле карты Micro SD, если вы все сделали правильно. Стоит отметить, что SD-карты имеют скорость чтения и записи по умолчанию 12,5 Мбит/с. Печатная информация о карте Micro SD Если после загрузки кода ничего не появляется, это означает, что вы неправильно подключили проект. Поэтому повторите свои шаги, чтобы проверить наличие неисправных соединений. Если вам не удалось найти неисправное соединение, но используемая вами карта Micro SD оказалась неисправной, вы можете увидеть сообщение о сбое инициализации с парой советов по устранению неполадок. Сообщение об ошибке инициализации с советами по устранению неполадок. Если вы правильно выполнили разводку и отформатировали карту в FAT 32 или FAT16, то программа будет работать эффективно, распечатывая данные карты и присутствующие файлы. Если вы неправильно отформатировали карту или использовали заблокированную карту, ниже появится сообщение. Сообщение о правильном подключении, но неправильном форматировании После успешной инициализации карты Micro SD вы можете применить приведенный ниже код для записи и чтения данных из файлов карты SD. Код довольно прост для понимания; сначала он устанавливает канал последовательной передачи на 9600 бод после включения микроконтроллера. Инициализация карты происходит, когда вы вводите I или me на последовательном мониторе. Следовательно, код будет печатать независимо от того, была ли инициализация успешной. Конструкция схемы определяет или ухудшает производительность проекта. Поэтому ниже приведены примеры схем, которым вы можете следовать, чтобы разработать схему Micro SD. Принципиальная схема, показывающая подключение 4-битного режима передачи от SDMMC Outskirts и SD-карты. Где; Стандартный Диск чувствителен к окружающей среде; он может быть поврежден электростатическими зарядами, полученными от наших тел и выпущенными, когда мы прикасаемся к нему. Следовательно, было бы лучше отфильтровать излучаемые и проводящие излучения с помощью фильтров электромагнитных помех и диодов TVS, чтобы соответствовать стандартам ЭМС и предотвратить их. Схема, показывающая SD-карту, используемую в режиме SPI Сигналы выбора чипа, MOSI, часы и MISO соответствуют спецификациям SDA на приведенной выше диаграмме. Независимо от того, используете ли вы SD-карту в режиме SPI или в 4-битном режиме, дорожки быстро передают сигналы часов и данных. Поэтому, чтобы избежать загвоздок, вам нужно; Серьезно проверьте время распространения, чтобы убедиться, что данные стабильны, прежде чем активировать чтение и запись по часам. Держите дорожки ниже и вокруг плоскости тонкого заземления, чтобы предотвратить перекрестные помехи. После прочтения этой статьи вы должны связать модуль карты Micro SD с Arduino. Некоторые ключевые моменты, которые следует помнить Успешная настройка вашего проекта поначалу может быть сложной задачей. Сохранить Подписаться Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство. После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него. Контакты питания Общие логические выводы Логические контакты SPI Если вы используете SPI для подключения к SD-картам, контакты имеют следующие функции: Натяжения предусмотрены на всех логических выводах SPI. Логические контакты SDIO Если вы используете SDIO для подключения к SD-картам, контакты имеют следующие функции: Распиновка MicroSD: Типы карт Micro SD
Распиновка MicroSD: преимущества и недостатки
Преимущества
Недостатки 
Как выбрать карты MicroSD?
Интерфейсный модуль карты Micro SD с Arduino
Подготовка карты Micro Secure Digital.
Связывание модуля карты Micro SD с Arduino
Код Arduino
Как только вы нажмете на информацию о карте, программа откроется в текущем окне.
Распиновка MicroSD: Как спроектировать схему Micro SD
Пример 1
Распиновка MicroSD: пример 2
Кроме того, SD-карта работает в режиме SPI. Распиновка MicroSD: Приложения
Резюме
Тем не менее, вы справитесь после нескольких испытаний. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами! Распиновка | Разделительная плата Adafruit MicroSD SPI или SDIO Card
Это означает, что когда логический уровень вывода False , карты нет, а когда True , карта есть.
Это вход для чипа и может использовать только 3-вольтовую логику.
