Velg SD -grensesnitt for ESP32: 12 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Denne instruksen viser noe om valg av et SD -grensesnitt for ditt ESP32 -prosjekt.

Trinn 1: SD -grensesnitt

I det originale Arduino SD -biblioteket bruker SD Interface SD SPI -bussoverføringsmodus.

SD har faktisk mer overføringsmodus:

• SPI -bussmodus: ESP32 har mer enn 1 SPI -buss, den kan tilpasses mens den initialiseres
• 1-bit / 4-biters SD-bussmodus: ESP32 dedikerer et annet bibliotek kalt SD_MMC for å implementere SD-bussmodus-API
• SD UHS-II-modus: ESP32 støttes ikke

Ref.:

www.arduino.cc/en/reference/SD

en.wikipedia.org/wiki/SD_card

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

Trinn 2: Kartlegging av ESP32 GPIO Pins

Her er standard kartlegging av ESP32 GPIO -pins:

SD -kortnål	MicroSD -pinne	Navn	4-biters SD-buss	1-biters SD-buss	SPI -buss (HSPI / VSPInative pins)
1	2	D3	13	-	SS (15/5)
2	3	CMD	15	15	MOSI (13 /23)
3	-	VSS	GND	GND	GND
4	4	VDD	3.3V	3.3V	3.3V
5	5	CLK	14	14	SCK (14 /18)
6	6	VSS	GND	GND	GND
7	7	D0	2	2	MISO (12/19)
8	8	D1	4	-	-
9	1	D2	12	-	-

GPIO-pins kartlegging av 1-bit / 4-biters SD-buss kan ikke endres.

Enkel samtale SD_MMC begynner () til den første 4-biters SD-bussmodus:

SD_MMC.begynner ();

1-biters SD-bussmodus kan velges ved SD_MMC begin () -metoden, f.eks.

SD_MMC.begin ("/cdcard", true);

SPI -bussen (HSPI eller VSPI) kan velges mens SPIClass -forekomsten opprettes, f.eks.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

Som du kan se 1-biters / 4-biters SD-busspinndeler med HSPI, men kartlegging av SD-kortpinner er ikke det samme. Så hvis maskinvaren er tilkoblet i henhold til SD -buss -pin -kart, kan den ikke direkte bruke HSPI -native pins. GPIO -pinnene kan overstyres ved SPIClass begin () -metoden, f.eks.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

spi.begin (14 / * SCK * /, 2 / * MISO * /, 15 / * MOSI * /, 13 / * SS * /);

Og også SD -bibliotek kan overstyre SS -pin, SPI -buss og bussfrekvens ved SD begin () -metode, f.eks.

SD. Begynte (13 / * SS * /, spi, 80000000);

Trinn 3: SD pull-up krav

Hvis du vil bruke 4-biters SD-bussmodus, må du følge ESP32 SD Pull-up-kravene, spesielt:

• Pull-up-konflikter på GPIO13
• Konflikter mellom Bootstrap og SDIO på DAT2

Ref.:

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

Trinn 4: Ulike maskinvare

ESP32 har tonnevis med dev kit og dev board, noen av dem har innebygd MicroSD-kortspor.

Her er noen eksempler i min hånd:

• TTGO T-Watch, den koblet til GPIO-pinner 2, 13, 14 og 15 i henhold til 1-biters SD-bussmodus, så den kan bruke 1-biters SD-bussmodus og SPI-bussmodus
• M5Stack Series, den koblet til GPIO -pinner 4, 18, 19 og 23 i henhold til VSPI native pins, slik at den kan bruke standardinnstillinger for SD -bibliotek [SD.begin (4)]
• ODROID-GO, den koblet til GPIO-pinne 18, 19, 22 og 23 i henhold til VSPI native pins, slik at den kan bruke standardinnstillinger for SD-bibliotek [SD.begin (22)]
• ESP32-CAM, den koblet til GPIO-pinner 2, 4, 12, 13, 14 og 15 i henhold til 4-biters SD-bussmodus, så den kan bruke alle 4-biters / 1-biters SD-bussmodus og SPI-bussmodus
• TTGO T8 dev-kort, det koblet til GPIO-pinner 2, 13, 14 og 15 i henhold til 1-biters SD-bussmodus, så den kan bruke 1-biters SD-bussmodus og SPI-bussmodus

www.lilygo.cn/prod_view.aspx?Id=1123

docs.m5stack.com/

wiki.odroid.com/odroid_go/odroid_go

wiki.ai-thinker.com/esp32-cam

github.com/LilyGO/TTGO-T8-ESP32

Trinn 5: SD Card Slot Breakout Board

Dev-kort med innebygd MicroSD-kortspor kobler kanskje ikke alle pinnene, og de fleste kan ikke bruke 4-biters SD-bussmodus. Et individuelt SD -kortsporbrett gir bedre fleksibilitet.

Samtidig har mange LCD -utbruddskort også et SD -kortspor i full størrelse. Imidlertid bryter de fleste bare ut SPI -moduspinnene. Det er ikke nok å bruke som 4-biters SD-bussmodus, men du kan fortsatt bruke den som 1-biters SD-bussmodus ved denne tilkoblingskartleggingen:

LCD -> ESP32

SD_CS -> null SD_MOSI -> 15 SD_MISO -> 2 SD_SCK -> 14

Trinn 6: Koble fra GPIO 2 While Program

4-biters SD-busstilkobling gjør at ESP32 ikke klarte å gå inn i programmodus. Husk å koble GPIO 2 fra SDAT -kortutbruddskortet DAT0 før du laster opp nytt program.

Trinn 7: Benchmark

Jeg har skrevet et enkelt Arduino -program for referansen:

github.com/moononournation/ESP32_SD_Benchm…

Her er maskinvaren for referansen:

ESP32

NodeMCU ESP32-32S V1.1 (WROOM-32)

SD -kortspor

Et utbruddstavle for MicroSD -kortspor

SD kort

Jeg har en SanDisk 8 GB MicroSD og en gammel 128 MB MicroSD i hånden.

Trinn 8: SD_MMC 4-biters modus benchmark

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 27: 46.000 -> Testskriving /test_1k.bin

20: 27: 59.399 -> Skriv fil brukt: 13404 ms, 312.914368 KB/s 20: 27: 59.399 -> Testskriving/test_2k.bin 20: 28: 17.248 -> Skriv fil brukt: 17834 ms, 235.185822 KB/s 20: 28: 17.248 -> Testskriving /test_4k.bin 20: 28: 21.122 -> Skriv fil brukt: 3873 ms, 1082.959961 KB /s 20: 28: 21.122 -> Testskriving /test_8k.bin 20: 28: 23.147 -> Brukt skrivefil: 2024 ms, 2072.284668 KB/s 20: 28: 23.147 -> Test skrive/test_16k.bin 20: 28: 27.237 -> Skriv fil brukt: 4097 ms, 1023.750061 KB/s 20: 28: 27.237 -> Test skrive /test_32k.bin 20: 28: 30.088 -> Skriv fil brukt: 2842 ms, 1475.828247 KB /s 20: 28: 30.088 -> Testskriv /test_64k.bin 20: 28: 31.882 -> Skriv fil som er brukt: 1811 ms, 2316.015381 KB /s 20: 28: 31.882 -> Test lest /test_1k.bin 20: 28: 35.422 -> Les fil brukt: 3520 ms, 1191.563599 KB /s 20: 28: 35.422 -> Test lest /test_2k.bin 20: 28: 38.813 -> Les fil brukt: 3389 ms, 1237.622925 KB/s 20: 28: 38.813 -> Test lest /test_4k.bin 20: 28: 42.273 -> Les fil brukt: 3474 ms, 1207.341431 KB/s 20:28: 42.273 -> Test lest /test_8k.bin 20: 28: 45.752 - > Lest fil brukt: 3487 ms, 1202.840210 KB/s 20: 28: 45.752 -> Test lest /test_16k.bin 20: 28: 48.988 -> Les fil brukt: 3213 ms, 1305.416748 KB/s 20: 28: 48.988 -> Test lest /test_32k.bin 20: 28: 52.077 -> Les fil brukt: 3093 ms, 1356.063354 KB /s 20: 28: 52.077 -> Test read /test_64k.bin 20: 28: 55.141 -> Les fil som brukes: 3080 ms, 1361.786987 KB/s

Gammelt 128 MB MicroSD

20: 30: 43.309 -> E (274) sdmmc_sd: sdmmc_check_scr: send_scr returnerte 0x109

20:30: 43.309 -> Kortmontering mislyktes

Trinn 9: SD_MMC 1-bits modus benchmark

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 31: 45.194 -> Testskriving /test_1k.bin

20: 31: 59.506 -> Skriv fil brukt: 14325 ms, 292.796082 KB/s 20: 31: 59.506 -> Testskriving/test_2k.bin 20: 32: 17.686 -> Skriv fil brukt: 18163 ms, 230.925735 KB/s 20: 32: 17.686 -> Testskriving /test_4k.bin 20: 32: 21.291 -> Skriv fil brukt: 3611 ms, 1161.535278 KB /s 20: 32: 21.291 -> Testskriving /test_8k.bin 20: 32: 23.939 -> Brukt skrivefil: 2652 ms, 1581.562622 KB/s 20: 32: 23.939 -> Testskriv/test_16k.bin 20: 32: 28.397 -> Skriv fil brukt: 4448 ms, 942.964050 KB/s 20: 32: 28.397 -> Test skrive /test_32k.bin 20: 32: 31.835 -> Skriv fil brukt: 3429 ms, 1223.185791 KB /s 20: 32: 31.835 -> Test skrive /test_64k.bin 20: 32: 33.882 -> Skriv fil brukt: 2058 ms, 2038.048584 KB /s 20: 32: 33.882 -> Test lest /test_1k.bin 20: 32: 38.031 -> Les fil brukt: 4146 ms, 1011.650757 KB /s 20: 32: 38.031 -> Test lest /test_2k.bin 20: 32: 42.062 -> Les fil brukt: 4019 ms, 1043.618774 KB/s 20: 32: 42.062 -> Test lest /test_4k.bin 20: 32: 46.170 -> Les fil brukt: 4106 ms, 1021.506104 KB/s 20:32: 46.170 -> Test lest /test_8k.bin 20: 32: 50.288 -> Lest fil brukt: 4121 ms, 1017.787903 KB/s 20: 32: 50.288 -> Test lest /test_16k.bin 20: 32: 54.112 -> Les fil brukt: 3840 ms, 1092.266724 KB/s 20: 32: 54.112 -> Test read /test_32k.bin 20: 32: 57.840 -> Read file used: 3739 ms, 1121.771606 KB /s 20: 32: 57.840 -> Test read /test_64k.bin 20: 33: 01.568 -> Read file used: 3711 ms, 1130.235474 KB/s

Gammelt 128 MB MicroSD

20: 33: 27.366 -> Testskriving /test_1k.bin

20: 33: 42.386 -> Skriv fil brukt: 15020 ms, 279.247925 KB/s 20: 33: 42.386 -> Testskriving/test_2k.bin 20: 33: 57.927 -> Skriv fil brukt: 15515 ms, 270.338654 KB/s 20: 33: 57.927 -> Testskriving /test_4k.bin 20: 34: 13.108 -> Skriv fil brukt: 15195 ms, 276.031860 KB /s 20: 34: 13.108 -> Testskriving /test_8k.bin 20: 34: 28.162 -> Brukt skrivefil: 15048 ms, 278.728333 KB/s 20: 34: 28.162 -> Testskriv/test_16k.bin 20: 34: 43.287 -> Skriv fil brukt: 15142 ms, 276.998016 KB/s 20: 34: 43.287 -> Test skrive /test_32k.bin 20: 34: 58.278 -> Skriv fil brukt: 14964 ms, 280.292969 KB /s 20: 34: 58.278 -> Test skrive /test_64k.bin 20: 35: 13.370 -> Skriv fil som brukes: 15101 ms, 277.750092 KB /s 20: 35: 13.370 -> Test lest /test_1k.bin 20: 35: 17.563 -> Les fil brukt: 4197 ms, 999.357666 KB /s 20: 35: 17.563 -> Test lest /test_2k.bin 20: 35: 21.746 -> Les fil brukt: 4191 ms, 1000.788330 KB/s 20: 35: 21.746 -> Test lest /test_4k.bin 20: 35: 25.942 -> Les fil brukt: 4181 ms, 1003.182007 KB/s 20:35: 25.942 -> Test lest /test_8k.bin 20: 35: 30.101 -> Lest fil brukt: 4176 ms, 1004.383118 KB/s 20: 35: 30.101 -> Test lest /test_16k.bin 20: 35: 34.279 -> Les fil brukt: 4174 ms, 1004.864380 KB/s 20: 35: 34.279 -> Test read /test_32k.bin 20: 35: 38.462 -> Read file used: 4173 ms, 1005.105225 KB /s 20: 35: 38.462 -> Test read /test_64k.bin 20: 35: 42.612 -> Read file used: 4173 ms, 1005.105225 KB/s

Trinn 10: SD SPI -modus på HSPI -bussbenchmark

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 41: 19.703 -> Testskriving /test_1k.bin

08: 41: 53.458 -> Skriv fil brukt: 33743 ms, 124.301453 KB/s 08: 41: 53.458 -> Testskriving/test_2k.bin 08: 42: 10.000 -> Skriv fil brukt: 16540 ms, 253.585495 KB/s 08: 42: 10.000 -> Testskriving /test_4k.bin 08: 42: 17.269 -> Skriv fil brukt: 7298 ms, 574.719666 KB /s 08: 42: 17.308 -> Testskriving /test_8k.bin 08: 42: 22.640 -> Brukt skrivefil: 5345 ms, 784.715454 KB/s 08: 42: 22.640 -> Testskriv /test_16k.bin 08: 42: 32.285 -> Skriv fil brukt: 9662 ms, 434.103088 KB/s 08: 42: 32.285 -> Test skrive /test_32k.bin 08: 42: 36.659 -> Skriv fil brukt: 4355 ms, 963.100830 KB /s 08: 42: 36.659 -> Testskriving /test_64k.bin 08: 42: 39.594 -> Skriv fil brukt: 2949 ms, 1422.280151 KB /s 08: 42: 39.594 -> Test lest /test_1k.bin 08: 42: 44.774 -> Les fil brukt: 5192 ms, 807.839783 KB /s 08: 42: 44.774 -> Test lest /test_2k.bin 08: 42: 49.969 -> Les fil brukt: 5189 ms, 808.306824 KB/s 08: 42: 49.969 -> Test lest /test_4k.bin 08: 42: 55.123 -> Les fil brukt: 5161 ms, 812.692139 KB/s 08:42: 55.158 -> Test lest /test_8k.bin 08: 43: 00.300 -> Les brukt fil: 5176 ms, 810.336914 KB/s 08: 43: 00.334 -> Test lest /test_16k.bin 08: 43: 05.277 -> Les fil brukt: 4948 ms, 847.676636 KB/s 08: 43: 05.277 -> Test lest /test_32k.bin 08: 43: 10.028 -> Les fil brukt: 4773 ms, 878.756348 KB /s 08: 43: 10.028 -> Test lest /test_64k.bin 08: 43: 14.760 -> Les fil brukt: 4731 ms, 886.557617 KB/s

Gammelt 128 MB MicroSD

08: 43: 47.777 -> Testskriving /test_1k.bin

08: 44: 04.148 -> Skriv fil brukt: 16390 ms, 255.906281 KB/s 08: 44: 04.183 -> Testskriv/test_2k.bin 08: 44: 20.648 -> Skriv fil brukt: 16494 ms, 254.292709 KB/s 08: 44: 20.648 -> Testskriving /test_4k.bin 08: 44: 36.674 -> Skriv fil brukt: 16001 ms, 262.127625 KB /s 08: 44: 36.674 -> Testskriving /test_8k.bin 08: 44: 52.849 -> Brukt skrivefil: 16175 ms, 259.307831 KB/s 08: 44: 52.849 -> Testskriving/test_16k.bin 08: 45: 09.225 -> Skriv fil brukt: 16397 ms, 255.797043 KB/s 08: 45: 09.225 -> Test skrive /test_32k.bin 08: 45: 25.363 -> Skriv fil brukt: 16143 ms, 259.821838 KB /s 08: 45: 25.397 -> Test skrive /test_64k.bin 08: 45: 41.632 -> Skriv fil som brukes: 16263 ms, 257.904694 KB /s 08: 45: 41.632 -> Test lest /test_1k.bin 08: 45: 46.488 -> Les fil brukt: 4856 ms, 863.736389 KB /s 08: 45: 46.488 -> Test lest /test_2k.bin 08: 45: 51.332 -> Les fil brukt: 4840 ms, 866.591736 KB/s 08: 45: 51.332 -> Test lest /test_4k.bin 08: 45: 56.163 -> Les fil brukt: 4834 ms, 867.667358 KB/s 08:45: 56.163 -> Test lest /test_8k.bin 08: 46: 00.998 -> R ead fil brukt: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 46: 00.998 -> Test lest /test_16k.bin 08: 46: 05.808 -> Les fil brukt: 4825 ms, 869.285828 KB/s 08: 46: 05.843 -> Test lese /test_32k.bin 08: 46: 10.637 -> Les fil brukt: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 46: 10.637 -> Test lest /test_64k.bin 08: 46: 15.478 -> Les fil brukt: 4825 ms, 869.285828 KB/s

Trinn 11: SD SPI -modus på VSPI -bussbenchmark

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 54: 17.412 -> Testskriving /test_1k.bin

08: 54: 48.398 -> Skriv fil brukt: 30994 ms, 135.326324 KB/s 08: 54: 48.398 -> Testskriving/test_2k.bin 08: 55: 06.079 -> Skriv fil brukt: 17677 ms, 237.274658 KB/s 08: 55: 06.079 -> Testskriving /test_4k.bin 08: 55: 13.357 -> Skriv fil brukt: 7274 ms, 576.615906 KB /s 08: 55: 13.357 -> Testskriving /test_8k.bin 08: 55: 18.691 -> Brukt skrivefil: 5323 ms, 787.958679 KB/s 08: 55: 18.691 -> Testskriving/test_16k.bin 08: 55: 28.336 -> Skriv fil brukt: 9669 ms, 433.788818 KB/s 08: 55: 28.336 -> Test skrive /test_32k.bin 08: 55: 32.646 -> Skriv fil brukt: 4309 ms, 973.382202 KB /s 08: 55: 32.646 -> Testskriving /test_64k.bin 08: 55: 35.551 -> Skriv fil brukt: 2915 ms, 1438.869263 KB /s 08: 55: 35.584 -> Test lest /test_1k.bin 08: 55: 40.745 -> Les fil brukt: 5183 ms, 809.242554 KB /s 08: 55: 40.745 -> Test lest /test_2k.bin 08: 55: 45.916 -> Les fil brukt: 5182 ms, 809.398682 KB/s 08: 55: 45.949 -> Test lest /test_4k.bin 08: 55: 51.091 -> Les fil brukt: 5162 ms, 812.534668 KB/s 08:55: 51.091 -> Test lest /test_8k.bin 08: 55: 56.257 -> Les fil brukt: 5177 ms, 810.180420 KB/s 08: 55: 56.293 -> Test lest /test_16k.bin 08: 56: 01.244 -> Les fil brukt: 4956 ms, 846.308289 KB/s 08: 56: 01.244 -> Test lest /test_32k.bin 08: 56: 06.006 -> Les fil brukt: 4764 ms, 880.416443 KB /s 08: 56: 06.006 -> Test lest /test_64k.bin 08: 56: 10.716 -> Les fil brukt: 4728 ms, 887.120117 KB/s

Gammelt 128 MB MicroSD

08: 51: 01.939 -> Testskriving /test_1k.bin

08: 51: 18.358 -> Skriv fil brukt: 16422 ms, 255.407623 KB/s 08: 51: 18.358 -> Testskriving/test_2k.bin 08: 51: 34.529 -> Skriv fil brukt: 16173 ms, 259.339874 KB/s 08: 51: 34.529 -> Testskriving /test_4k.bin 08: 51: 50.911 -> Skriv fil brukt: 16372 ms, 256.187653 KB /s 08: 51: 50.911 -> Testskriving /test_8k.bin 08: 52: 07.056 -> Brukt skrivefil: 16137 ms, 259.918457 KB/s 08: 52: 07.056 -> Testskriv/test_16k.bin 08: 52: 23.383 -> Skriv fil brukt: 16351 ms, 256.516663 KB/s 08: 52: 23.383 -> Test skrive /test_32k.bin 08: 52: 39.533 -> Skriv fil brukt: 16128 ms, 260.063507 KB /s 08: 52: 39.533 -> Test skrive /test_64k.bin 08: 52: 55.764 -> Skriv fil brukt: 16250 ms, 258.111023 KB /s 08: 52: 55.764 -> Test lest /test_1k.bin 08: 53: 00.645 -> Les fil brukt: 4855 ms, 863.914307 KB /s 08: 53: 00.645 -> Test lest /test_2k.bin 08: 53: 05.459 -> Les fil brukt: 4839 ms, 866.770813 KB/s 08: 53: 05.459 -> Test lest /test_4k.bin 08: 53: 10.306 -> Les fil brukt: 4833 ms, 867.846863 KB/s 08:53: 10.306 -> Test lest /test_8k.bin 08: 53: 15.127 -> R ead fil brukt: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 53: 15.127 -> Test lest /test_16k.bin 08: 53: 19.963 -> Les fil brukt: 4826 ms, 869.105652 KB/s 08: 53: 19.963 -> Test lese /test_32k.bin 08: 53: 24.758 -> Les fil brukt: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 53: 24.792 -> Test lest /test_64k.bin 08: 53: 29.592 -> Les fil brukt: 4824 ms, 869.466003 KB/s

Trinn 12: Rund opp

4-biters SD-bussmodus har best ytelse, 1-biters SD-bussmodus er rundt 20% tregere og SPI-modus er rundt 50% langsommere. En av hovedårsakene er at SD_MMC -protokolllaget ikke implementerer noen form for låsing, men SPI gjør det. Og også 4-biters SD-bussmodus har doble datalinjer, så teoretisk dobler du hastigheten. Men min gamle MicroSD kan ikke støtte 4-biters SD-bussmodus.

Jeg vil i de fleste tilfeller anbefale 1-biters SD-bussmodus, fordi:

• god ytelse
• bedre SD -kortkompatibilitet
• løsere SD Pull-up krav
• bare 3 GPIO -pinner kreves
• mindre kodekonfigurasjon
• mange dev kit, dev board og breakout board kan bruke denne modusen