STM32F103VB的SD卡在应用编程设计

3．3 FAT32文件格式
为了方便终端用户的操作和增加方案的通用性，本设计以FAT32分区格式标准对SD卡进行格式化，FAT32分区格式常见于通用的PC机平台。FAT32分区格式如图6所示。采用FAT32分区格式的SD卡内部结构包括主启动区域、FAT表区域、根目录区域、数据存储区域四部分。
其中位于主启动区域开始位置的第一个保留扇区为起始扇区，包括很多重要的数据信息，如每个扇区的字节数、FAT表个数及大小、每簇扇区数、总扇区数、根目录起始位置等等。FAT32包含两张FAT表，它们紧接主启动区域后面，是分区信息的映射表，主要功能是指示文档如何按簇存放。根目录区域包含了根目录下文档和目录信息的内容。在根目录区域可以获得指定文档的信息，如文档名、文档属性、创建时间、文档大小和文档在FAT表中第一个簇的地址等。数据区域是实际的文档存储的地方，占据了磁盘的大部分空间。
FAT32分区格式中文档是以簇为最小单位进行存储的，固定每簇的容量为4 KB。一个文档根据其大小被分为一个或者若干个簇存储在数据区域，这些簇通常是以零散而不是连续的方式分布在数据存储区域，形成的单链表称为簇链，簇链的具体信息可从FAT表中获得。图7为FAT32文档读取方式示意图。

FAT32文档读取步骤如下：
①在起始扇区中获取SD卡信息。
②根目录所在的物理地址通过下面公式得出。根目录地址=(隐藏扇区个数+保留扇区个数+FAT所占扇区个数×FAT数量)×扇区字节数。
③在根目录表中检索文档名为“UPDATE”的文档，获取其在FAT表中的首簇地址。首簇号的高字节和低字节位于以文档名起始的偏移量为0x14和0x1a的共四个字节。图7中UPDATE文档首簇号为0003。
④在FAT表的簇号为0003的位置中存放的信息为0004，即下一个簇的位置；在簇号为0004的位置中存放的是簇号为0006的地址信息，由此一步步得出由簇号组成的单链表，一直到簇号为0008的位置中存储的信息为0FFFFFFF，证明此时已到文档的末尾，簇链结束。图7中文档“UP DATE”占用的簇所形成的簇链为0003-0004-0006-0008，总共占用了4个簇、16 KB的数据存储空间。
⑤根据簇链中的簇号在数据存储区域中获取文档的数据内容。例如图7中文档“UPDATE”的数据内容即是由0003、0004、0006、0008四个簇中的数据内容File[0]、File[1]、File[2]、File[3]所组成。