EEPW论坛

文件在SD卡中的保存

我们都知道可以用SD卡保存文件。文件本身其实就是带有特定信息的数据。仅仅从文件内容上看，使用一个SD卡，我们既可以使用自己的方式，像使用Flash芯片那样，按照自己的约定，把不同的文件的内容直接作为二进制数据保存在SD卡的指定扇区中。就像字库芯片一样，不同的字体，保存在不同扇区，需要那种字体，通过地址确定。而更好的方式，就像使用硬盘那样，利用协议，将SD的存储区域华为为不同的区域，建立文件管理系统结构。这样SD卡不仅可以在单片机系统中使用，也可以在计算机中，像使用U盘那样使用SD卡。这就需要对SD卡进行格式化，利用文件系统格式，来管理SD卡的内部存储空间。

已知的文件系统有FAT12、FAT16、FAT32、exFAT、NTFS、EXT2、EXT3、EXT4等。协议不同，意味着在SD卡上的扇区的分工不同。这里用FAT32方式为例，看看SD的存储区是怎么划分的。这里使用WinHEX这个工具直接查看SD的存储内容，很方便。

在地址00000000H ～ 000001E0H的这段空间内，在右侧能看见字符的地方，我们可以找到MSDOS5.0、FAT32、BOOTMGR等字样，这段区域，是引导扇区。最前面的512个字节的说明如下：

【1】0x00~0x02：3字节，跳转指令。

【2】0x03~0x0A：8字节，文件系统标志和版本，这里为MSDOC5.0。

【3】0x0B~0x0C：2字节，每扇区字节数，512（0X02 00）。

【4】0x0D~0x0D：1字节，每簇扇区数，8（0x08）。

【5】0x0E~0x0F：2字节，保留扇区数，38（0x00 26），符合FAT1起始地址为38扇区。

【6】0x10~0x10：1字节，FAT表个数，2。

【7】0x11~0x12：2字节，FAT32必须等于0，FAT12/FAT16为根文件夹中文件夹的个数；

【8】0x13~0x14：2字节，FAT32必须等于0，FAT12/FAT16为扇区总数。

【9】0x15~0x15：1字节，哪种存储介质，0xF8标准值，可移动存储介质，经常使用的 0xF0。

【10】0x16~0x17:2字节，FAT32必须为0，FAT12/FAT16为一个FAT 表所占的扇区数。

【11】0x18~0x19：2字节，每磁道扇区数，仅仅对于有“特殊形状”（由磁头和柱面每 切割为若干磁道）的存储介质有效，63（0x00 3F）。

【12】0x1A~0x1B：2字节，磁头数，仅仅对特殊的介质才有效，255（0x00 FF）。

【13】0x1C~0x1F：4字节，EBR分区之前所隐藏的扇区数，8192（0x00 00 20 00），与MBR中地址0x1C6開始的4个字节数值相等。

【14】0x20~0x23：4字节，文件系统总扇区数，7736320（0x 00 76 0C 00），7736320 * 512 = 3960995840 ≈ 3.67GB。

【15】0x24~0x27：4字节，每一个FAT表占用扇区数，7541（0x 00 00 1D 75）。

【16】0x28~0x29：2字节，标记，此域FAT32 特有。

【17】0x2A~0x2B：2字节，FAT32版本0.0，FAT32特有。

【18】0x2C~0x2F：4字节，根文件夹所在第一个簇的簇号，2。（尽管在FAT32文件系统 下，根文件夹能够存放在数据区的不论什么位置，可是通常情况下还是起始于2号簇）

【19】0x30~0x31：2字节，FSINFO（文件系统信息扇区）扇区号1，该扇区为操作 系统提供关于空簇总数及下一可用簇的信息。

【20】0x32~0x33：2字节，备份引导扇区的位置。备份引导扇区总是位于文件系统 的6号扇区。

【21】0x34~0x3F：12字节，用于以后FAT 扩展使用。

【22】0x40~0x40：1字节，与FAT12/16 的定义同样，仅仅只是两者位于启动扇区不

同的位置而已。

【23】0x41~0x41：1字节，与FAT12/16 的定义同样，仅仅只是两者位于启动扇区不

同的位置而已 。

【24】0x42~0x42：1字节，扩展引导标志，0x29。与FAT12/16 的定义同样，仅仅只是 两者位于启动扇区不同的位置而已

【25】0x43~0x46：4字节，卷序列号。通常为一个随机值。

【26】0x47~0x51：11字节，卷标（ASCII码），假设建立文件系统的时候指定了卷 标，会保存在此。

【27】0x52~0x59：8字节，文件系统格式的ASCII码，FAT32。

【28】0x5A~0x1FD：90~509共410字节，引导代码※。

【29】0x1FE~0x1FF：签名标志“55 AA”。

※引导代码

FAT文件系统将引导代码与文件形同数据结构融合在一起，FAT32文件系统引导扇区的512字节中，90~509字节为引导代码，而FAT12/16则是62~509字节为引导代码。同一时候，FAT32还能够利用引导扇区后的扇区空间存放附加的引导代码。一个FAT卷即使不是可引导文件文件系统，也会存在引导代码。

在这段区域，我们可以看到，存储在SD卡上的文件信息，每一个文件占用32字节的数据，里面包含了文件的名称、扩展名，以及该文件的二进制数据保存在SD卡中的位置等信息。

需要特别说明的信息：

【1】：文件或者目录存储的起始簇号，偏移地址高16位和低16位，表示这个文件存储在哪个簇的位置。

【2】：文件大小：偏移地址0x1C-0x1

【3】文件属性：偏移地址0x0B-0x0B，0x20 ，归档。

【4】子文件夹存储在数据区

【5】文件名称的第一个字节，为0xE5，表示该项已被删除。

【6】名字为0x2E(“.”)，表示当前文件夹。

【7】名字为0x2E 0x2E(“. .”)，表示上一级文件夹。

第一个字节为“E5”的，表示是之前存储过、后来被删除的文件。

看到这里，个人感觉，和DOS系统下的文件系统是相似的。更多的有关FAT32的规范，就不多说明了，有兴趣的可以找资料。

这里简单介绍这些内容，是为了帮助我们用单片机访问SD卡的时候，知道读出来的数据是什么作用，这样可以方便我们去读写SD卡中的文件。具体的处理，一定要根据对应的文件系统规范去解析数据，从而得到正确的结果。