HCS12X單片機的SD卡FAT文件系統(tǒng)讀寫設計[4]

  為了SD卡文件數據管理方便并且與PC機之間兼容得更好，同時考慮到SD卡自身容量的限制，選擇FATl6文件系統(tǒng)對SD卡信息進行管理。

  為了方便管理和擴展性開發(fā)，對SD卡進行了分區(qū)。模擬硬盤模式創(chuàng)建出了MBR區(qū)（主引導扇區(qū)）與DBR區(qū)（操作系統(tǒng)引導記錄區(qū)），在向下兼容的同時實現了對分區(qū)過的SD卡FAT文件系統(tǒng)的讀寫。

  SD卡數據可分為5部分：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。MBR區(qū)是主引導區(qū)，位于整個SD卡的第1單塊上。在總共512字節(jié)的主引導扇區(qū)中，MBR只占用了其中的446個字節(jié)，另外的64個字節(jié)是DPT（Disk Partition Table，分區(qū)表），最后2個字節(jié)“55 AA”是分區(qū)的結束標志。這整體構成了SD卡的主引導扇區(qū)。DBR是操作系統(tǒng)引導記錄區(qū)，是操作系統(tǒng)可以直接訪問的第1個扇區(qū)，它包括1個引導程序和1個被稱為BPB（Bios Parameter Block）的本分區(qū)參數記錄表。BPB參數塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結束扇區(qū)、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大小、FAT、個數，分配單元的大小等重要參數。

  FAT文件系統(tǒng)的分區(qū)有如下幾個部分：保留區(qū)，存放FAT文件系統(tǒng)的重要參數和引導程序；FAT表，記錄簇使用情況；根目錄區(qū)，記錄根目錄信息。

  本文中單片機對FAT系統(tǒng)的讀寫利用的是MBR區(qū)上的DPT分區(qū)表信息，用于找到FAT分區(qū)。然后通過FAT分區(qū)的DBR區(qū)上的BPB分區(qū)參數記錄表信息找到根目錄，讀取根目錄信息并通過FAT表中的文件簇信息實現文件的管理。

  研究中為方便代碼的移植和優(yōu)化，在FAT初始化的時候將讀寫扇區(qū)函數指針指向Micro SD卡的讀寫函數，并使用了2個結構體來存儲SD卡的MBR與DBR信息。但鑒于單片機自身的內存容量，又建立了1個SimpleFat.c程序文件，只存儲程序所需的幾個地址常量：StartMbrAddress（MBR起始地址）、StartDbrAddress（DBR起始地址）、StartFatlAddress（FATl表起始地址）以及SeePerClu（簇扇區(qū)數量），大大減小了單片機內存的開銷。

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