王伟强课程作品设计说明.docx

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王伟强课程作品设计说明

2015-2016学年第二学期

Arduino课程作品说明书

作品题目：

arduino读写SD卡

班级软件14-1软件14-1

姓名王伟强吴洋

学号20140256942014025698

指导教师关明山

目录

第1章作品硬件设计2

1.1功能描述2

1.2模块说明2

1.3各个模块连接图4

第2章软件设计部分5

2.1软件执行流程、读写思想5

2.2软件源代码6

第1章作品硬件设计

1.1功能描述

系统由Arduino控制板（如图一）、杜邦线、SD卡读写模块、SD卡大卡卡托、喇叭组成。

Arduino连接SD卡读写模块，SD卡模块可读大卡也可通过SD卡卡托读小卡。

使用库文件，通过喇叭或者耳机可实现播放音频文件的功能，使用窗口监视器实现SD卡的读写功能。

1.2模块说明

Arduino，是一个基于开放原始码的软硬体平台，构建于开放原始码simpleI/O介面版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。

在我看来arduino的编程十分简单，有一点C语言基础或者说没有，都可以进行教学。

对于刚刚上大学的没有一点基础的新生是一个很不错的选择，因为arduino可以做出许多十分有趣的创意产品，对他们的吸引力很强，可以调动他们的积极性，而且上手容易，成本低。

1.黄色部分是用来连接电脑的USB线的，用来给板子供电以及下载程序使用的。

2.紫色部分为电源部分，接上USB或者外部电源后可以从这个位置为扩展板，自己的面包板等供电。

当然反过来说不接USB与外部电源的话可以从这里给arduino供电。

3.浅绿色部分是数字逻辑输出口，可以按照你编写的程序来输出高电平（5V左右）或者低电平（0.3V左右），一共有13个数字IO口，编号从0~12。

4.蓝色部分为模拟输入口（ADC），可以用来测量模拟量的。

一共六个通道，编号从A0~A5。

黑色部分为外部供电输入，外部7V~12VDC输入。

当USB的500ma电流不够使用的时候可以接上使用。

一般是用不上的啦。

5.深绿色部分是指示灯。

USB和POWER分别指示的是使用外部供电还是USB供电。

L是给用户使用的指示灯，连接到逻辑输出的13号脚。

图

图一arduino模板

SD卡读写模块（如图二）,SD卡是一种低电压的flash闪存产品，有标准的MMC/SPI两种操作模块（如图三）。

对于MMC操作模式，读写速度快，控制信号线多，操作复杂，对于SPI操作模块，速度慢，线少，操作相对简单。

SD卡读写模块内置文件系统、可直接进行文件读写的SD卡模块，适用于单片机系统实现大容量存储方案。

单片机使用模块，可直接进行目录遍历、目录创建、目录删除、文件创建、文件删除、文件修改、卡格式化等标准文件系统操作，无需了解SD卡内部存储结构及文件系统实现细节。

特别是随着SD卡在生活中的普及，嵌入式系统把读写SD卡功能集成到系统，成为一种趋势。

图二、SD卡读写模块

图三、SD卡模块各部分功能

SD卡模块技术规格（如图四、五）

1、支持标准FAT文件系统，模块操作的SD卡可直接插入电脑读写。

2、模块内置MicroSD卡插槽，用户也可以自己扩展其它存储卡插槽，支持各有类SD、MMC卡。

3、模块作为SPI从机与单片机通讯，SPI总线的最高速率可达4Mbps。

读SD卡文件的速度最高达128K字节/秒，写SD卡文件的速度最高达64K字节/秒。

4、模块支持的SD卡容量为2GBytes，超过2G的SD卡，则作为2G使用。

5、尺寸50mm*20mm，2.54mm间距通用排针，方便集成。

1.3各个模块连接图

图四、电路连接原理图

图五、实物连接图

第2章软件设计部分

2.1软件执行流程、读写思想

读写思想：

分别用杜邦线在4、11、12、13、D3.3v接口与SD卡读写模块进行连接，利用BillGreiman开发的SdFat.h和SdFatUtil.h头文件和库文件就可实现读写。

2.2软件源代码

附程序代码：

#include 

// Callback target, prints output to serial

void DirCallback（char *buf） { 

  Serial.println（buf）;

}

char AudioFileName[16];

// Create static buffer 

#define BIGBUFSIZE （2*512）      // bigger than 2*512 is often only possible on Arduino megas!

uint8_t bigbuf[BIGBUFSIZE];

// helper function to determine free ram at runtime

int freeRam （） {

  extern int __heap_start, *__brkval; 

  int v; 

  return （int） &v - （__brkval == 0 ?

 （int） &__heap_start :

 （int） __brkval）; 

}

void setup（）

{

 // Open serial communications and wait for port to open:

  Serial.begin（9600）;

   while （!

Serial） {

    ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only

  }

  Serial.print（F（"Free Ram:

 "））;

  Serial.println（freeRam（））;

  // Setting the buffer manually for more flexibility

  SdPlay.setWorkBuffer（bigbuf, BIGBUFSIZE）; 

  Serial.print（F（"\nInitializing SimpleSDAudio V" SSDA_VERSIONSTRING " ..."））;  

  // If your SD card CS-Pin is not at Pin 4, enable and adapt the following line:

  //SdPlay.setSDCSPin（10）;

  // Select between SSDA_MODE_FULLRATE or SSDA_MODE_HALFRATE （62.5kHz or 31.25kHz）

  // and the output modes SSDA_MODE_MONO_BRIDGE, SSDA_MODE_MONO or SSDA_MODE_STEREO

  if （!

SdPlay.init（SSDA_MODE_FULLRATE | SSDA_MODE_MONO）） {

    Serial.println（F（"initialization failed. Things to check:

"））;

    Serial.println（F（"* is a card is inserted?

"））;

    Serial.println（F（"* Is your wiring correct?

"））;

    Serial.println（F（"* maybe you need to change the chipSelect pin to match your shield or module?

"））;

    Serial.print（F（"Error code:

 "））;

    Serial.println（SdPlay.getLastError（））;

    while

（1）;

  } else {

    Serial.println（F（"Wiring is correct and a card is present."））; 

  }

}

void loop（void） {

  uint8_t count=0, c, flag;

  Serial.println（F（"Files on card:

"））;

  SdPlay.dir（&DirCallback）;

ReEnter:

  count = 0;

  Serial.println（F（"\r\nEnter filename （send newline after input）:

"））;

  do {

    while（!

Serial.available（）） ;

    c = Serial.read（）;

    if（c > ' '） AudioFileName[count++] = c;

  } while（（c !

= 0x0d） && （c !

= 0x0a） && （count < 14））;

  AudioFileName[count++] = 0;

  Serial.print（F（"Looking for file... "））;

  if（!

SdPlay.setFile（AudioFileName）） {

    Serial.println（F（" not found on card!

 Error code:

 "））;

    Serial.println（SdPlay.getLastError（））;

    goto ReEnter;

  } else {

   Serial.println（F（"found."））; 

  }    

  Serial.println（F（"Press s for stop, p for play, h for pause, f to select new file, d for deinit, v to view status."））; 

  flag = 1;

  while（flag） {

    SdPlay.worker（）;

    if（Serial.available（）） {

      c = Serial.read（）;

      switch（c） {

         case 's':

           SdPlay.stop（）;

           Serial.println（F（"Stopped."））;

           break; 

         case 'p':

           SdPlay.play（）;

           Serial.println（F（"Play."））;

           break;

         case 'h':

           SdPlay.pause（）;

           Serial.println（F（"Pause."））;

           break;  

case 'd':

           SdPlay.deInit（）;

           Serial.println（F（"SdPlay deinitialized. You can now safely remove card. System halted."））;

           while

（1） ;

           break;  

           case 'f':

           flag = 0;

           break; 

    case 'v':

           Serial.print（F（"Status:

 isStopped="））;

           Serial.print（SdPlay.isStopped（））;

           Serial.print（F（", isPlaying="））;

           Serial.print（SdPlay.isPlaying（））;

           Serial.print（F（", isPaused="））;

           Serial.print（SdPlay.isPaused（））;

           Serial.print（F（", isUnderrunOccured="））;

           Serial.print（SdPlay.isUnderrunOccured（））;

           Serial.print（F（", getLastError="））;

           Serial.println（SdPlay.getLastError（））;

           Serial.print（F（"Free RAM:

 "））;

           Serial.println（freeRam（））;

           break;       } }}}