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Arduino EEPROM 存储

介绍​

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器）是 Arduino 微控制器中的一种非易失性存储器。与 RAM 不同，EEPROM 在断电后仍能保留数据。这使得它非常适合存储需要在设备重启后保留的配置数据、校准值或其他重要信息。

在 Arduino 中，EEPROM 的大小有限（例如，ATmega328P 微控制器有 1KB 的 EEPROM），因此需要谨慎使用。本文将介绍如何在 Arduino 中使用 EEPROM 存储和读取数据。

EEPROM 的基本操作​

Arduino IDE 提供了一个内置的 EEPROM 库，用于简化 EEPROM 的读写操作。以下是 EEPROM 的基本操作：

  1. 写入数据：将数据写入 EEPROM 的指定地址。
  2. 读取数据：从 EEPROM 的指定地址读取数据。

写入数据​

使用 EEPROM.write(address, value) 函数可以将一个字节（8 位）的数据写入 EEPROM 的指定地址。address 是 EEPROM 的地址（0 到 EEPROM 大小减 1），value 是要写入的数据（0 到 255）。

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  // 将值 123 写入地址 0
  EEPROM.write(0, 123);
}

void loop() {
  // 空循环
}

读取数据​

使用 EEPROM.read(address) 函数可以从 EEPROM 的指定地址读取一个字节的数据。

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // 从地址 0 读取数据
  int value = EEPROM.read(0);
  
  // 打印读取的值
  Serial.print("读取的值: ");
  Serial.println(value);
}

void loop() {
  // 空循环
}
备注

注意：EEPROM 的写入次数有限（通常为 100,000 次），因此应避免频繁写入。

存储多字节数据​

有时需要存储大于一个字节的数据（例如整数、浮点数或字符串）。Arduino 的 EEPROM 库提供了 EEPROM.put() 和 EEPROM.get() 函数来处理多字节数据。

存储整数​

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  int value = 12345;
  
  // 将整数存储到地址 0
  EEPROM.put(0, value);
}

void loop() {
  // 空循环
}

读取整数​

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  int value;
  
  // 从地址 0 读取整数
  EEPROM.get(0, value);
  
  // 打印读取的值
  Serial.print("读取的整数: ");
  Serial.println(value);
}

void loop() {
  // 空循环
}
提示

提示：EEPROM.put() 和 EEPROM.get() 可以用于存储和读取任何数据类型，包括结构体。

实际应用场景​

存储设备配置​

假设你正在开发一个需要存储用户配置的设备（例如 LED 的亮度值）。你可以使用 EEPROM 来存储这些配置，以便在设备重启后恢复。

cpp
#include <EEPROM.h>

struct Config {
  int brightness;
  int mode;
};

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // 读取配置
  Config config;
  EEPROM.get(0, config);
  
  // 打印配置
  Serial.print("亮度: ");
  Serial.println(config.brightness);
  Serial.print("模式: ");
  Serial.println(config.mode);
}

void loop() {
  // 空循环
}

存储传感器校准值​

如果你正在使用传感器，可能需要存储校准值。这些值可以在设备启动时从 EEPROM 中读取，而不需要重新校准。

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // 读取校准值
  float calibrationValue;
  EEPROM.get(0, calibrationValue);
  
  // 打印校准值
  Serial.print("校准值: ");
  Serial.println(calibrationValue);
}

void loop() {
  // 空循环
}

总结​

EEPROM 是 Arduino 中非常有用的非易失性存储器，适合存储需要在设备重启后保留的数据。通过 EEPROM 库，你可以轻松地读写数据，甚至可以存储复杂的数据类型。

警告

注意：EEPROM 的写入次数有限，因此应避免频繁写入。如果需要频繁写入数据，请考虑使用外部存储器（如 SD 卡）。

附加资源与练习​

  1. 练习：尝试使用 EEPROM 存储一个字符串，并在设备重启后读取并打印该字符串。
  2. 进一步学习：了解如何使用外部存储器（如 SPI Flash 或 SD 卡）来扩展 Arduino 的存储能力。
  3. 参考文档：Arduino EEPROM 库文档

通过本文的学习，你应该能够在 Arduino 项目中有效地使用 EEPROM 存储数据。继续探索和实践，你将掌握更多高级技巧！