Код на Rust для записи файла на SD-карту с помощью ESP32
В этом упражнении мы создадим (или перезапишем) файл на SD-карте и запишем в него «Hello, Ferris!».
Создание проекта с помощью esp-generate
Мы включим поддержку async (Embassy) для этого проекта. Чтобы создать проект, используйте команду esp-generate. Выполните:
esp-generate --chip esp32 sdcard-write
Откроется экран с вопросом о выборе опций.
- Выберите опцию «Enable unstable HAL features»
- Затем выберите опцию «Adds embassy framework support».
Сохраните настройки, нажав на клавиатуре «s».
Дополнительные крейты
Добавьте в Cargo.toml эти крейты к уже существующим зависимостям.
# драйвер SD-карты
embedded-sdmmc = "0.9.0"
# для преобразования шины SPI в SpiDevice
embedded-hal-bus = "0.3.0"
## Для разбора времени
jiff = { version = "0.2.16", default-features = false, features = ["static"] }
Источник времени с RTC
Прежде чем переходить к записи, создадим TimeSource для крейта sdmmc. В предыдущем упражнении мы только читали файл и использовали фиктивный источник времени. Однако здесь нам нужно создать файл и убедиться, что его метаданные времени обновляются правильно. Для этого создадим источник времени, достаточно близкий к реальному для наших задач.
Для этого используем встроенный RTC. Это не идеальное решение: RTC требует задать начальное время (мы передадим его через переменную окружения), и он сбрасывается при каждом перезапуске ESP32. Альтернативно можно получать текущее время с NTP-серверов по Wi-Fi.
Создадим структуру SdTimeSource, которая реализует трейт TimeSource и использует Rtc для получения текущего времени. Нужно указать, сколько лет прошло с 1970 года (эпохи Unix). Это значение получим, вычтя 1970 из текущего года. Также нужно указать месяц и день в формате с нумерацией с нуля, а время — как есть.
#![allow(unused)]
fn main() {
static TZ: jiff::tz::TimeZone = jiff::tz::get!("America/New_York");
struct SdTimeSource {
timer: Rtc<'static>,
}
impl SdTimeSource {
fn new(timer: Rtc<'static>) -> Self {
Self { timer }
}
fn current_time(&self) -> u64 {
self.timer.current_time_us()
}
}
static TZ: jiff::tz::TimeZone = jiff::tz::get!("America/New_York");
impl TimeSource for SdTimeSource {
fn get_timestamp(&self) -> Timestamp {
let now_us = self.current_time();
// Переводим в тип jiff Time
let now = jiff::Timestamp::from_microsecond(now_us as i64).unwrap();
let now = now.to_zoned(TZ.clone());
Timestamp {
year_since_1970: (now.year() - 1970).unsigned_abs() as u8,
zero_indexed_month: now.month().wrapping_sub(1) as u8,
zero_indexed_day: now.day().wrapping_sub(1) as u8,
hours: now.hour() as u8,
minutes: now.minute() as u8,
seconds: now.second() as u8,
}
}
}
}
Далее обновим код инициализации SD-карты, чтобы использовать SdTimeSource в качестве источника времени. Текущее время мы передадим через переменную окружения, разберём его с помощью jiff и установим как текущее время для RTC.
#![allow(unused)]
fn main() {
// Таймер для SD-карты
let rtc = Rtc::new(peripherals.LPWR);
let current_time_us: u64 = env!("CURRENT_TIME_US")
.parse()
.expect("Invalid microseconds");
rtc.set_current_time_us(current_time_us);
let sd_timer = SdTimeSource::new(rtc);
println!("Init SD card controller and retrieve card size...");
let sd_size = sdcard.num_bytes().unwrap();
println!("card size is {} bytes\r\n", sd_size);
// Теперь найдём тома (они же разделы) на нашем блочном устройстве.
// Для этого нужен менеджер томов. Он возьмёт на себя владение блочным устройством.
let volume_mgr = VolumeManager::new(sdcard, sd_timer);
// Пробуем получить доступ к тому 0 (то есть к первому разделу).
// Объект тома хранит информацию о файловой системе на этом томе.
let volume0 = volume_mgr.open_volume(VolumeIdx(0)).unwrap();
let root_dir = volume0.open_root_dir().unwrap();
}
Запись в файл
Откроем файл в режиме ReadWriteCreateOrTruncate. Если файла нет, он будет создан. Если он существует, его содержимое будет обрезано, то есть очищено.
#![allow(unused)]
fn main() {
let mut my_file = root_dir
.open_file_in_dir(
"FERRIS.TXT",
embedded_sdmmc::Mode::ReadWriteCreateOrTruncate,
)
.unwrap();
}
Когда файл открыт, можно записать в него сообщение и затем вызвать flush, чтобы гарантировать сохранение данных.
#![allow(unused)]
fn main() {
let line = "Hello, Ferris!";
if let Ok(()) = my_file.write(line.as_bytes()) {
my_file.flush().unwrap();
println!("Written Data");
} else {
println!("Not wrote");
}
}
Чтобы проверить результат, можно либо подключить SD-карту к компьютеру, либо снова запустить программу чтения SD-карты, которую мы использовали раньше.
Клонирование существующего проекта
Вы также можете клонировать (или посмотреть) созданный мной проект и перейти в папку sdcard-write.
git clone https://github.com/ImplFerris/esp32-projects
cd esp32-projects/sdcard-write
Как запустить?
Текущую дату и время мы передадим как переменную окружения. Для этого добавим перед cargo run команду оболочки, которая получит текущие дату и время и передаст их cargo run. Это может не работать в оболочках вроде Fish или в Windows.
CURRENT_DATETIME="$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')" cargo run --release
Полный код
#![no_std]
#![no_main]
#![deny(
clippy::mem_forget,
reason = "mem::forget is generally not safe to do with esp_hal types, especially those \
holding buffers for the duration of a data transfer."
)]
use defmt::info;
use embassy_executor::Spawner;
use embassy_time::{Delay, Duration, Timer};
use esp_hal::clock::CpuClock;
use esp_hal::timer::timg::TimerGroup;
use esp_println::{self as _, println};
// SPI
use embedded_hal_bus::spi::ExclusiveDevice;
use esp_hal::gpio::{Level, Output, OutputConfig};
use esp_hal::spi::{self, master::Spi};
use esp_hal::time::Rate;
// Считыватель SD-карт
use embedded_sdmmc::{SdCard, TimeSource, Timestamp, VolumeIdx, VolumeManager};
// Для времени
use esp_hal::rtc_cntl::Rtc;
#[panic_handler]
fn panic(_: &core::panic::PanicInfo) -> ! {
loop {}
}
// Создаёт дескриптор приложения по умолчанию, который требуется загрузчику esp-idf.
// Подробнее см.: <https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/stable/esp32/api-reference/system/app_image_format.html#application-description>
esp_bootloader_esp_idf::esp_app_desc!();
struct SdTimeSource {
timer: Rtc<'static>,
}
impl SdTimeSource {
fn new(timer: Rtc<'static>) -> Self {
Self { timer }
}
fn current_time(&self) -> u64 {
self.timer.current_time_us()
}
}
static TZ: jiff::tz::TimeZone = jiff::tz::get!("America/New_York");
impl TimeSource for SdTimeSource {
fn get_timestamp(&self) -> Timestamp {
let now_us = self.current_time();
// Переводим в тип jiff Time
let now = jiff::Timestamp::from_microsecond(now_us as i64).unwrap();
let now = now.to_zoned(TZ.clone());
Timestamp {
year_since_1970: (now.year() - 1970).unsigned_abs() as u8,
zero_indexed_month: now.month().wrapping_sub(1) as u8,
zero_indexed_day: now.day().wrapping_sub(1) as u8,
hours: now.hour() as u8,
minutes: now.minute() as u8,
seconds: now.second() as u8,
}
}
}
#[esp_rtos::main]
async fn main(spawner: Spawner) -> ! {
// generator version: 1.0.0
let config = esp_hal::Config::default().with_cpu_clock(CpuClock::max());
let peripherals = esp_hal::init(config);
let timg0 = TimerGroup::new(peripherals.TIMG0);
esp_rtos::start(timg0.timer0);
info!("Embassy initialized!");
let _ = spawner;
let spi_bus = Spi::new(
peripherals.SPI2,
spi::master::Config::default()
.with_frequency(Rate::from_khz(400))
.with_mode(spi::Mode::_0),
)
.unwrap()
.with_sck(peripherals.GPIO18)
.with_mosi(peripherals.GPIO23)
.with_miso(peripherals.GPIO19)
.into_async();
let sd_cs = Output::new(peripherals.GPIO5, Level::High, OutputConfig::default());
let spi_dev = ExclusiveDevice::new(spi_bus, sd_cs, Delay).unwrap();
// Таймер для SD-карты
let rtc = Rtc::new(peripherals.LPWR);
let current_time_us: u64 = env!("CURRENT_TIME_US")
.parse()
.expect("Invalid microseconds");
rtc.set_current_time_us(current_time_us);
let sd_timer = SdTimeSource::new(rtc);
let sdcard = SdCard::new(spi_dev, Delay);
println!("Init SD card controller and retrieve card size...");
let sd_size = sdcard.num_bytes().unwrap();
println!("card size is {} bytes\r\n", sd_size);
// Теперь найдём тома (они же разделы) на нашем блочном устройстве.
// Для этого нужен менеджер томов. Он возьмёт на себя владение блочным устройством.
let volume_mgr = VolumeManager::new(sdcard, sd_timer);
// Пробуем получить доступ к тому 0 (то есть к первому разделу).
// Объект тома хранит информацию о файловой системе на этом томе.
let volume0 = volume_mgr.open_volume(VolumeIdx(0)).unwrap();
let root_dir = volume0.open_root_dir().unwrap();
let my_file = root_dir
.open_file_in_dir(
"FERRIS.TXT",
embedded_sdmmc::Mode::ReadWriteCreateOrTruncate,
)
.unwrap();
let line = "Hello, Ferris!";
if let Ok(()) = my_file.write(line.as_bytes()) {
my_file.flush().unwrap();
println!("Written Data");
} else {
println!("Not wrote");
}
loop {
Timer::after(Duration::from_secs(30)).await;
}
}