FAT16文件系统解析：SD卡中的应用与单片机操作

"该文档详细介绍了SD卡中FAT16文件系统的分析，旨在帮助理解其结构和工作原理，特别适合需要使用单片机操作SD卡的读者。文档作者jimsboy(海洋之星)首先概述了传统硬盘的结构，然后引入FAT16文件系统，指出尽管半导体存储器无机械结构，但仍沿用了类似的文件系统格式。分析重点是FAT16格式，其中每个扇区为512字节，每个簇由32个扇区组成。文档以一个512MB的SD卡为例，深入剖析了引导扇区（MBR）的内容，包括分区表的结构和各个字段的含义，如激活标记、磁头号、扇区和柱面号、分区类型等。此外，还提到了如何从逻辑0扇区读取数据。" 在FAT16文件系统中，每个扇区（Sector）是文件系统的基本读写单位，通常大小为512字节。簇（Cluster）是分配给文件的最小存储单元，由若干个扇区组成，本例中每个簇包含32个扇区。这种设计提高了文件系统对小文件的效率，因为即使小文件也会占用整个簇，避免了浪费。 引导扇区（Boot Sector），也称为MBR（Master Boot Record），是磁盘上的第一个扇区，它包含了启动信息和分区表。分区表中有4个分区项，每个项占16字节，用于描述磁盘上的分区信息，如分区的活动状态、起始位置、类型和大小。在SD卡的案例中，只有一个分区，因此只有一个分区项有实际内容。 分区项中的字段包括： 1. 激活标记：如果为80h，则表示该分区为活动分区，是启动系统时将加载的操作系统所在的位置。 2. 分区起始的磁头号和结束的磁头号：在传统硬盘中，这些值与磁头位置相关，但在SD卡等无机械结构的存储设备中，它们的意义不大。 3. 起始扇区和柱面号，以及结束扇区和柱面号：这些字段组合起来确定分区在磁盘上的位置。 4. 分区类型：例如，0x06表示FAT16文件系统，0x0B表示FAT32，0x83表示Linux分区等。 5. 分区的总扇区数：表示该分区包含的扇区数量，可以计算出分区的总容量。 从逻辑0扇区（通常为物理扇区E9）开始读取数据，可以获取FAT（File Allocation Table，文件分配表）和其他关键数据，FAT是FAT16文件系统的核心，它记录了每个簇的下一个簇编号，从而形成文件在磁盘上的分配路径。 这份文档提供了一个基础的FAT16文件系统分析，特别是针对SD卡的使用，有助于开发者理解如何在单片机环境中与SD卡进行交互，包括读写文件和管理存储空间。