A. 電腦硬碟的類型FAT和FAT32是什麼意思它們有什麼區別
現在硬碟的容量是越來越大了，大家肯定對分區是越來越頭痛，到底是選擇FAT32還是NTFS，當然FAT是沒有選擇的必要了！
很多朋友都了解，FAT32分區格式有32G容量限制，但在實際應用中，很多朋友發現，使用FAT32分區格式分了大於32G的分區，卻一點問題沒有，這究竟是怎麼一回事呢？
經過仔細了解，原來WINDOWS對FAT32的支持最大可以達到單個分區2T，最小512M，但為什麼很多資料卻明白的寫明WINDOWS最大隻支持32G的FAT32，這原來是由簇的大小確定的，使用越小的簇，存儲效率越高，更能有效的管理硬碟空間！舉個例，同樣2G的硬碟分區，FAT和FAT32的簇大小分別是32KB和4KB，所以FAT32要優於FAT，而簇大於32KB的話，硬碟的效率會非常低，浪費也很大，對文件的安全性也不好，所以FAT最大隻支持2G的硬碟空間（WIN2K和WINXP可以分4G的FAT分區）！
FAT和FAT32主分區與簇的大小匯整如下，我們可仔細做個比較：
分區大小 FAT16簇大小FAT32簇大小
16MB-32MB 2KB 不支持
32MB-127MB 2KB 512bytes
128MB-255MB 4KB 512bytes
256MB-259MB 8KB 512bytes
260MB-511MB 8KB 4KB
512MB-1023MB 16KB 4KB
1024MB-2047MB32KB 4KB
2048MB-8GB 不支持 4KB
8GB-16GB 不支持 8KB
16GB-32GB 不支持 16KB
32GB以上 不支持 32KB
從上表可以看出，FAT32分區超過32G過後，簇的大小也超過了32KB，和FAT超過2G時一樣，效率和管理也大打折扣，所以盡量不要使用超過32G以上的FAT32分區，雖然不支持超過4GB的單個文件也是一個原因！
而Win 2000的NTFS文件系統，當分區的大小在2G以下時,簇的大小都比相應的FAT32簇小。當分區的大小在2G以上時(2G～2T),簇的大小都為4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁碟空間，最大限度地避免了磁碟空間的浪費。
B. 單片機中使用Fat32文件系統，怎樣自連續創建文件
我近期在使用AVR MEGE32 + VS1003 + SD卡製作MP3播放機。雖然已經學習了呵呵，以前用單片機讀寫過SD卡。雖然看過一些關於FAT32文件系統的參考資料，,lzBIAo
C. SD的FAT文件系統
基於AT89C52單片機的SD卡讀寫設計
[日期：2008-8-4] 來源：中電網 作者：武漢理工大學自動化學院 蘇義鑫 程 敏 武漢大學 何力 [字體：大 中 小]
前言
長期以來，以Flash Memory為存儲體的SD卡因具備體積小、功耗低、可擦寫以及非易失性等特點而被廣泛應用於消費類電子產品中。特別是近年來，隨著價格不斷下降且存儲容量不斷提高，它的應用范圍日益增廣。當數據採集系統需要長時間地採集、記錄海量數據時，選擇SD卡作為存儲媒質是開發者們一個很好的選擇。在電能監測以及無功補償系統中，要連續記錄大量的電壓、電流、有功功率、無功功率以及時間等參數，當單片機採集到這些數據時可以利用SD作為存儲媒質。本文主要介紹了SD卡在電能監測及無功補償數據採集系統中的應用方案。
設計方案
應用AT89C52讀寫SD卡有兩點需要注意。首先，需要尋找一個實現AT89C52單片機與SD卡通訊的解決方案；其次，SD卡所能接受的邏輯電平與AT89C52提供的邏輯電平不匹配，需要解決電平匹配問題。
通訊模式
SD卡有兩個可選的通訊協議：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡標準的讀寫方式，但是在選用SD模式時，往往需要選擇帶有SD卡控制器介面的MCU，或者必須加入額外的SD卡控制單元以支持SD卡的讀寫。然而，AT89C52單片機沒有集成SD卡控制器介面，若選用SD模式通訊就無形中增加了產品的硬體成本。在SD卡數據讀寫時間要求不是很嚴格的情況下，選用SPI模式可以說是一種最佳的解決方案。因為在SPI模式下，通過四條線就可以完成所有的數據交換，並且目前市場上很多MCU都集成有現成的SPI介面電路，採用SPI模式對SD卡進行讀寫操作可大大簡化硬體電路的設計。
雖然AT89C52不帶SD卡硬體控制器，也沒有現成的SPI介面模塊，但是可以用軟體模擬出SPI匯流排時序。本文用SPI匯流排模式讀寫SD卡。
電平匹配
SD卡的邏輯電平相當於3.3V TTL電平標准，而控制晶元AT89C52的邏輯電平為5V CMOS電平標准。因此，它們之間不能直接相連，否則會有燒毀SD卡的可能。出於對安全工作的考慮，有必要解決電平匹配問題。
要解決這一問題，最根本的就是解決邏輯器件介面的電平兼容問題，原則主要有兩條：一為輸出電平器件輸出高電平的最小電壓值，應該大於接收電平器件識別為高電平的最低電壓值；另一條為輸出電平器件輸出低電平的最大電壓值，應該小於接收電平器件識別為低電平的最高電壓值。
一般來說，通用的電平轉換方案是採用類似SN74ALVC4245的專用電平轉換晶元，這類晶元不僅可以用作升壓和降壓，而且允許兩邊電源不同步。但是，這個方案代價相對昂貴，而且一般的專用電平轉換晶元都是同時轉換8路、16路或者更多路數的電平，相對本系統僅僅需要轉換3路來說是一種資源的浪費。
考慮到SD卡在SPI協議的工作模式下，通訊都是單向的，於是在單片機向SD卡傳輸數據時採用晶體管加上拉電阻法的方案，基本電路如圖1所示。而在SD卡向單片機傳輸數據時可以直接連接，因為它們之間的電平剛好滿足上述的電平兼容原則，既經濟又實用。
這個方案需要雙電源供電（一個5V電源、一個3.3V電源供電），3.3V電源可以用AMS1117穩壓管從5V電源穩壓獲取。
硬體介面設計
SD卡提供9Pin的引腳介面便於外圍電路對其進行操作，9Pin的引腳隨工作模式的不同有所差異。在SPI模式下，引腳1（DAT3）作為SPI片選線CS用，引腳2（CMD）用作SPI匯流排的數據輸出線MOSI，而引腳7（DAT0）為數據輸入線MISO，引腳5用作時鍾線（CLK）。除電源和地，保留引腳可懸空。
本文中控制SD卡的MCU是ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機AT89C52，內含8K位元組的可反復擦寫的只讀程序存儲器和256位元組的隨機存儲數據存儲器。由於AT89C52隻有256位元組的數據存儲器，而SD卡的數據寫入是以塊為單位，每塊為512位元組，所以需要在單片機最小系統上增加一片RAM。本系統中RAM選用存儲器晶元HM62256，容量為32K。對RAM進行讀寫時，鎖存器把低8位地址鎖存，與P2口的8位地址數據構成16位地址空間，從而可使SD卡一次讀寫512位元組的塊操作。系統硬體圖如圖2所示。
軟體設計
SPI工作模式
SD卡在上電初期自動進入SD匯流排模式，在此模式下向SD卡發送復位命令CMD0。如果SD卡在接收復位命令過程中CS低電平有效，則進入SPI模式，否則工作在SD匯流排模式。
對於不帶SPI串列匯流排介面的AT89C52單片機來說，用軟體來模擬SPI匯流排操作的具體做法是：將P1.5口（模擬CLK線）的初始狀態設置為1，而在允許接收後再置P1.5為0。這樣，MCU在輸出1位SCK時鍾的同時，將使介面晶元串列左移，從而輸出1位數據至AT89C52單片機的P1.7（模擬MISO線），此後再置P1.5為1，使單片機從P1.6（模擬MOSI線）輸出1位數據（先為高位）至串列介面晶元。至此，模擬1位數據輸入輸出便完成。此後再置P1.5為0，模擬下1位數據的輸入輸出，依此循環8次，即可完成1次通過SPI匯流排傳輸8位數據的操作。
本文的實現程序把SPI匯流排讀寫功能集成在一起，傳遞的val變數既是向SPI寫的數據，也是從SPI讀取的數據。具體程序如下：（程序是在Keil uVision2的編譯環境下編寫）
sbit CS=P3^5;
sbit CLK= P1^5;
sbit DataI=P1^7;
sbit DataO=P1^6;
#define SD_Disable() CS=1 //片選關
#define SD_Enable() CS=0 //片選開
unsigned char SPI_TransferByte(unsigned char val)
{
unsigned char BitCounter;
for(BitCounter=8; BiCounter!=0; BitCounter--)
{ CLK=0;
DataI=0; // write
if(val&0x80) DataI=1;
val<<=1;
CLK=1;
if(DataO)val|=1; // read
}
CLK=0;
return val;
}
SD卡的初始化
對SD卡進行操作首先要對SD卡進行初始化，初始化的過程中設置SD卡工作在SPI模式，其流程圖如圖3所示。
在復位成功之後可以通過CMD55和ACMD41判斷當前電壓是否在工作范圍內。主機還可以繼續通過CMD10讀取SD卡的CID寄存器，通過CMD16設置數據Block長度，通過CMD9讀取卡的CSD寄存器。從CSD寄存器中，主機可獲知卡容量，支持的命令集等重要參數。SD卡初始化的C語言程序如下：
unsigned char SD_Init(void)
{ unsigned char retry,temp;
unsigned char i;
for (i=0;i<0x0f;i++)
{ SPI_TransferByte(0xff); //延遲74個以上的時鍾
}
SD_Enable(); //開片選
SPI_TransferByte(SD_RESET); //發送復位命令
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x95);
SPI_TransferByte(0xff);
SPI_TransferByte(0xff);
retry=0;
do{ temp=Write_Command_SD(SD_INIT,0);
//發送初始化命令
retry++;
if(retry==100) //重試100次
{SD_Disable(); //關片選
return(INIT_CMD1_ERROR);
//如果重試100次失敗返回錯誤號
}
}while(temp!=0);
SD_Disable(); //關片選
return(TRUE); //返回成功
}
數據塊的讀寫
完成SD卡的初始化之後即可進行它的讀寫操作。SD卡的讀寫操作都是通過發送SD卡命令完成的。SPI匯流排模式支持單塊（CMD24）和多塊（CMD25）寫操作，多塊操作是指從指定位置開始寫下去，直到SD卡收到一個停止命令CMD12才停止。單塊寫操作的數據塊長度只能是512位元組。單塊寫入時，命令為CMD24，當應答為0時說明可以寫入數據，大小為512位元組。SD卡對每個發送給自己的數據塊都通過一個應答命令確認，它為1個位元組長，當低5位為00101時，表明數據塊被正確寫入SD卡。
在需要讀取SD卡中數據的時候，讀SD卡的命令字為CMD17，接收正確的第一個響應命令位元組為0xFE，隨後是512個位元組的用戶數據塊，最後為2個位元組的CRC驗證碼。
可見，讀寫SD卡的操作都是在初始化後基於SD卡命令和響應完成操作的，寫、讀SD卡的程序流程圖如圖4和圖5所示。
結束語
實驗結果表明單片機使用12MHz的晶體振盪器時，讀寫速度和功耗都基本令人滿意，可以應用於對讀寫速度要求不高的情況下。本文詳細闡述了用AT89C52單片機對SD卡進行操作的過程，提出了一種不帶SD卡控制器，MCU讀寫SD卡的方法，實現了SD卡在電能監測及無功補償數據採集系統中的用途。
D. FAT32文件系統是寫入SD卡中還是寫入單片機中
在這里的文件系統，不是說SD卡的文件系統是什麼，而是說這個單片機系統以什麼方式儲存文件，是以FAT32方式儲存，那麼單片機就要運行支持FAT32文件系統的函數。來與FAT32格式的，SD卡，硬碟等硬體進行讀寫文件。。。。明白了嗎？是指單片機里加入了FAT32的支持函數。。。所以你說的對啊。。當然這個函數是要單片機運行的，也是寫到單片機里的。。。。。
E. FAT文件系統由哪幾部分構成
le:文件分配表)
FAT32
這種格式採用32位的文件分配表，使其對磁碟的管理能力大大增強，突破了FAT16對每一個分區的容量只有2GB的限制。可以支持的磁碟大小達到2TB（2048GB），運用FAT32的分區格式後，用戶可以將一個大硬碟定義成一個分區，而不必分為幾個分區使用，大大方便了對硬碟的管理工作。而且，FAT32還具有一個最大的優點是：在一個不超過8GB的分區中，FAT32分區格式的每個簇容量都固定為4KB，與FAT16相比，可以大大地減少硬碟空間的浪費，提高了硬碟利用效率。
目前，支持這一磁碟分區格式的操作系統有win 97、win 98和win 2000。但是，這種分區格式也有它的缺點，首先是採用FAT32格式分區的磁碟，由於文件分配表的擴大，運行速度比採用FAT16格式分區的硬碟要慢；另外，由於dos系統和某些早期的應用軟體不支持這種分區格式，所以採用這種分區格式後，就無法再使用老的dos操作系統和某些舊的應用軟體了。
NTFS是Windows NT引入的新型文件系統，它具有許多新特性。NTFS中，卷中所有存放的數據均在一個叫$MFT的文件中，叫主文件表(Master File Table)。而$MFT則由文件記錄(File Record)數組構成。File Record的大小一般是固定的，通常情況下均為1KB，這個概念相當於Linux中的inode。File Record在$MFT文件中物理上是連續的，且從0開始編號。$MFT僅供File System本身組織、架構文件系統使用，這在NTFS中稱為元數據(Metadata)。
F. 讀寫FAT32文件系統的單片機程序
由於單片機種類不一，代碼也不同，我建議你了解、認識FAT32文件系統，把它爛在心裡，只有這樣才能完成各種任務。