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Arduino 配置存储

在Arduino项目中，配置存储是一个非常重要的概念。它允许你在设备断电后仍然保留关键数据，例如用户设置、校准值或其他需要持久化的信息。Arduino提供了多种存储方式，其中最常用的是EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）。本文将详细介绍如何使用EEPROM来存储和读取配置数据。

什么是EEPROM？​

EEPROM是一种非易失性存储器，即使在断电后也能保留数据。Arduino的微控制器（如ATmega328P）通常内置了一定大小的EEPROM（例如1KB）。与RAM不同，EEPROM的数据不会在断电后丢失，因此非常适合存储配置信息。

备注

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

使用EEPROM存储数据​

Arduino IDE提供了一个内置的EEPROM库，可以方便地读写EEPROM中的数据。以下是一个简单的示例，展示如何将数据写入EEPROM并读取出来。

示例代码​

cpp
#include <EEPROM.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 写入数据到EEPROM
  int address = 0; // 存储地址
  int value = 123; // 要存储的值
  EEPROM.write(address, value);

  // 从EEPROM读取数据
  int readValue = EEPROM.read(address);
  Serial.print("读取的值: ");
  Serial.println(readValue);
}

void loop() {
  // 主循环中不需要执行任何操作
}

代码解释​

  1. EEPROM.write(address, value): 将value写入指定的address位置。
  2. EEPROM.read(address): 从指定的address位置读取数据。

输入与输出​

  • 输入: 将值123写入EEPROM的地址0。
  • 输出: 从地址0读取值并打印到串口监视器，输出为123。

存储复杂数据​

有时我们需要存储更复杂的数据类型，例如结构体或字符串。以下是一个存储和读取结构体的示例。

示例代码​

cpp
#include <EEPROM.h>

struct Settings {
  int brightness;
  int volume;
};

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 创建并初始化结构体
  Settings mySettings = {100, 50};

  // 将结构体写入EEPROM
  int address = 0;
  EEPROM.put(address, mySettings);

  // 从EEPROM读取结构体
  Settings readSettings;
  EEPROM.get(address, readSettings);

  Serial.print("亮度: ");
  Serial.println(readSettings.brightness);
  Serial.print("音量: ");
  Serial.println(readSettings.volume);
}

void loop() {
  // 主循环中不需要执行任何操作
}

代码解释​

  1. EEPROM.put(address, data): 将data写入指定的address位置。
  2. EEPROM.get(address, data): 从指定的address位置读取数据并存储到data中。

输入与输出​

  • 输入: 将结构体mySettings写入EEPROM。
  • 输出: 从EEPROM读取结构体并打印亮度100和音量50。

实际应用场景​

场景1：保存用户设置​

假设你正在开发一个智能灯控系统，用户可以通过手机应用调整灯的亮度和颜色。为了在断电后恢复用户设置，你可以将这些设置存储在EEPROM中。

场景2：保存校准值​

在传感器校准过程中，可能需要存储校准值。例如，温度传感器的偏移量可以存储在EEPROM中，以便在每次启动时自动应用。

总结​

EEPROM是Arduino中用于持久化存储数据的强大工具。通过EEPROM库，你可以轻松地存储和读取配置数据，确保设备在断电后仍能保留关键信息。虽然EEPROM的写入次数有限，但在大多数应用中，合理使用它可以满足需求。

附加资源与练习​

  • 练习1: 尝试将多个配置值存储到EEPROM中，并在启动时读取它们。
  • 练习2: 编写一个程序，允许用户通过串口输入配置值，并将其存储到EEPROM中。
提示

如果你需要存储大量数据或频繁写入数据，可以考虑使用外部存储设备，如SD卡或外部EEPROM芯片。

希望本文能帮助你更好地理解Arduino中的配置存储。如果你有任何问题或需要进一步的帮助，请参考Arduino官方文档或社区论坛。