STM32F103VB的SD卡在應用編程設計

3．3 FAT32文件格式
為了方便終端用戶的操作和增加方案的通用性，本設計以FAT32分區格式標準對SD卡進行格式化，FAT32分區格式常見于通用的PC機平臺。FAT32分區格式如圖6所示。采用FAT32分區格式的SD卡內部結構包括主啟動區域、FAT表區域、根目錄區域、數據存儲區域四部分。
其中位于主啟動區域開始位置的第一個保留扇區為起始扇區，包括很多重要的數據信息，如每個扇區的字節數、FAT表個數及大小、每簇扇區數、總扇區數、根目錄起始位置等等。FAT32包含兩張FAT表，它們緊接主啟動區域后面，是分區信息的映射表，主要功能是指示文檔如何按簇存放。根目錄區域包含了根目錄下文檔和目錄信息的內容。在根目錄區域可以獲得指定文檔的信息，如文檔名、文檔屬性、創建時間、文檔大小和文檔在FAT表中第一個簇的地址等。數據區域是實際的文檔存儲的地方，占據了磁盤的大部分空間。
FAT32分區格式中文檔是以簇為最小單位進行存儲的，固定每簇的容量為4 KB。一個文檔根據其大小被分為一個或者若干個簇存儲在數據區域，這些簇通常是以零散而不是連續的方式分布在數據存儲區域，形成的單鏈表稱為簇鏈，簇鏈的具體信息可從FAT表中獲得。圖7為FAT32文檔讀取方式示意圖。

FAT32文檔讀取步驟如下：
①在起始扇區中獲取SD卡信息。
②根目錄所在的物理地址通過下面公式得出。根目錄地址=(隱藏扇區個數+保留扇區個數+FAT所占扇區個數×FAT數量)×扇區字節數。
③在根目錄表中檢索文檔名為“UPDATE”的文檔，獲取其在FAT表中的首簇地址。首簇號的高字節和低字節位于以文檔名起始的偏移量為0x14和0x1a的共四個字節。圖7中UPDATE文檔首簇號為0003。
④在FAT表的簇號為0003的位置中存放的信息為0004，即下一個簇的位置；在簇號為0004的位置中存放的是簇號為0006的地址信息，由此一步步得出由簇號組成的單鏈表，一直到簇號為0008的位置中存儲的信息為0FFFFFFF，證明此時已到文檔的末尾，簇鏈結束。圖7中文檔“UP DATE”占用的簇所形成的簇鏈為0003-0004-0006-0008，總共占用了4個簇、16 KB的數據存儲空間。
⑤根據簇鏈中的簇號在數據存儲區域中獲取文檔的數據內容。例如圖7中文檔“UPDATE”的數據內容即是由0003、0004、0006、0008四個簇中的數據內容File[0]、File[1]、File[2]、File[3]所組成。