大容量辅助存储系统的设计

文件分配表的作用是记录磁盘上簇的分配情况。一个文件一般需要占用很多 簇。同一个文件不一定会完整地存放在一个连续存储空间内，而是分成若干段，像链子一样 的存放。在文件名记录中，首先指向文件存储的链头所在文件分配表簇，而该簇的文件分配 表存放下一个链子的文件分配表簇值，如果是文件结尾，使用一个文件结束标志，表示到达 链尾，这样就标识了文件的链式存储，FAT表就是记录文件存储中簇与簇之间连接信息的。

紧接在FAT表之后的是文件目录表FDT，占32个扇区，每个扇区可以容纳16个登记项，每 个登记项的长度是32字节。文件目录表记录文件的名称，通过目录表查找已存在的文件名， 从而找到指定的文件进行操作。每个文件对应一个描述其属性的结构，定义如表1。

文件目录项结构实现如下：

Struc direntry

{

Unsigned char fName[8];

Unsigned char fExtension[3];

Unsigned char fAttributes;

Unsigned char fLowerCase;

Unsigned char fCHundredth;

Unsigned char fCTime[2];

Unsigned char fCDate[2];

Unsigned char fADate[2];

Unsigned char fHighClust[2];

Unsigned char fMTime[2];

Unsigned char fMDate[2];

Unsigned char fLowCluster[2];

Unsigned char fFileSize[4];

}

文件目录表之后就是数据区DATA，用来存放文件数据，占用大部分的磁盘空间。数据的 读写以扇区为单位，一个簇所包含的扇区数由BPB参数来决定，通过根目录找到对应的文件 名，格式化完成或进行写操作时，就要新建对应文件名的文件分配表区和根目录区，通过文 件分配表区中的保存的簇号，完成对应的数据读写，完成一个簇的操作后，根据文件分配表 的链式结构，找到文件的待操作的下一个簇的簇号，进行相应的操作，直到文件结束。

2.3 数据块的写操作

完成SD卡的初始化之后即可进行它的读写操作。SD卡的读写操作都是通过发送SD卡命令 完成的。SPI总线模式支持单块（CMD24）和多块（CMD25）写操作。单块写操作的数据块长 度只能是512字节。单块写入时，命令为CMD24，当应答为0时说明可以写入数据。SD卡对每 个发送给自己的数据块都通过一个应答命令确认，它为1个字节长，当低5位为00101时，表 明数据块被正确写入SD卡。多块写是单块连续写的循环操作，只是写单块和写多块开始时的 令牌包有所不同，多块操作是从指定位置开始写下去，直到SD卡收到一个停止命令CMD12时 才停止。多块数据写时序如图3所示。

3 结束语

通过对SPI模式下SD卡写操作和文件系统的研究，实现了单片机对SD卡FAT32文件的操 作，包括文件的创建、写操作等。该课题研究在数据采集系统方面有着广泛的应用前景，项 目实施以来直接经济效益20万元。本文创新点：为数据采集系统提供了一种非易失性存储的 解决方案，采集到的大量数据会以标准数据文件的格式记录到SD卡上。

来源：维库开发网