用单片机的RAM虚拟U盘(文件体系：Fat16)

描绘：运用mcu的ram虚拟一个U盘，用于存储即时小数据，经过usb以u盘的方法供上位机读取。

一：硬盘篇

1、硬盘物理结构：

盘片(platter)：硬盘由许多盘片组成，每个盘片的每个面都有一个读写磁头（heads）。N个盘片，就有2N个面，对应2N个磁头，从0、1、2……开端编号；

磁道：同一个盘片不同半径的同心圆为磁道（留意，是指圆周线或圆环）；

柱面(cylinders)：不同盘片相同的磁道，构成柱面，由外至里编号0、1、2……

扇区(sector)：每道磁道被区分红几十个扇区，一般，一个扇区容量为512B，并依照必定规矩编号1、2、3……

簇：别的，由于扇区实在太多了，文件分配表没办法逐个描绘，所以，就把必定数量的扇区分为一个簇。所以文件体系是以一簇为最小单位的。

留意：磁头和柱面都是从0开端编号的，扇区搞毛特别从1开端。

总扇区数量=柱面数×磁头数×每道扇区

2、磁盘引导：

躲藏区（hidden sector）：在分区之前的部分，而下面介绍的MBR便是躲藏区的榜首个扇区。躲藏区不是有必要的，它和体系发动有关，假如只是是作为存储，那么躲藏区能够没有。比方，标题说的用RAM虚拟的U盘。

留意：在我了解中，严格地说，躲藏区应该是指每个分区之内，坐落保存区之前的扇区，也便是说，每个分区都有一套躲藏区+保存区。只是在仅有存储介质的榜首个分区的躲藏区才是有必要的，由于它需求用于体系的发动。而其他分区的躲藏区则一般被省掉。假如不被省掉，比方SD的最初就有一部分躲藏区，这时，引导代码部分是空的（由于不需求它来做体系发动），只要DPT分区表才有含义，用于区分SD的分区状况。

MBR(master boot record)扇区：即主引导记载，有时也叫主引导扇区，坐落硬盘的0柱面0磁头1扇区，也便是所谓是第0扇区，也是整个存储介质的首个扇区。其间前446字节为引导程序，紧跟着的是64字节的硬盘分区表DPT，最终2个字节是“0x55 0xAA”，为磁盘有用完毕标志。

MBR 是不随操作体系的不同而不同的，具有公共引导特性。（在双体系中，一般先装Windows再装linux，原因是，linux会修正这段代码，让用户能够挑选进去哪个体系，但Windows却是没有，假如后装Windows，那么linux的引导就会被疏忽??）

（1）0x000-0x1bd：mbr引导代码（有些当地也叫MBR？？），446字节，pc的bios履行完自举之后，会将cpu控制权交给此间的446个字节的loader程序；

（2）0x1be-0x1fd：DPT分区表，64字节，每16字节描绘一个分区，所以硬盘的主分区+扩展分区不能大于4个，别的扩展分区数不能大于1。（实际中，不止4个，其实是扩展分区里边分出来的逻辑分区，关于逻辑分区的问题上面的链接也有说到，能够参阅。）

0x1fe-0xff：0x55 0xAA。

主引导记载部分如下表：

偏移（字节）	长度（字节）	阐明
0x00	3	跳转指令（越过最初一段区域）
0x03	8	OEM称号（空格补齐）。MS-DOS查看这个区域以确认运用发动记载中的哪一部分数据[3]。常见值是IBM 3.3（在“IBM”和“3.3”之间有两个空格）和MSDOS5.0.
0x0b	2	每个扇区的字节数。根本输入输出体系参数块从这儿开端。
0x0d	1	每簇扇区数
0x0e	2	保存扇区数（包含发动扇区）
0x10	1	文档分配表数目
0x11	2	最大根目录条目个数
0x13	2	总扇区数（假如是0，就运用偏移0x20处的4字节值）
0x15	1	介质描绘 0xF8 单面、每面80磁道、每磁道9扇区 0xF9 双面、每面80磁道、每磁道9扇区 0xFA 单面、每面80磁道、每磁道8扇区 0xFB 双面、每面80磁道、每磁道8扇区 0xFC 单面、每面40磁道、每磁道9扇区 0xFD 双面、每面40磁道、每磁道9扇区 0xFE 单面、每面40磁道、每磁道8扇区 0xFF 双面、每面40磁道、每磁道8扇区 相同的介质描绘有必要在重复复制到每份FAT的榜首个字节。有些操作体系（MSX-DOS 1.0版）悉数疏忽发动扇区参数，而只是运用FAT的榜首个字节的介质描绘确认文件体系参数。
0x16	2	每个文档分配表的扇区（FAT16）
0x18	2	每磁道的扇区
0x1a	2	磁头数
0x1c	4	躲藏扇区
0x20	4	总扇区数（假如超越65535，拜见偏移0x13）
0x24	4	每个文档分配表的扇区（FAT32）。扩展根本输入输出体系参数块从这儿开端。
0x24	1	物理驱动器个数（FAT16）
0x25	1	当时磁头（FAT16）
0x26	1	签名（FAT16）
0x27	4	ID（FAT16）
0x28	2	Flags（FAT32）
0x2a	2	版本号（FAT32）
0x2c	4	根目录启始簇（FAT32）
0x2b	11	卷标（非FAT32）
0x30	2	FSInfo扇区（FAT32）
0x32	2	发动扇区备份（FAT32）
0x34	12	保存未运用（FAT32）
0x36	8	FAT文件体系类型（如FAT、FAT12、FAT16）
0x3e	2	操作体系自引导代码
0x40	1	BIOS设备代号（FAT32）
0x41	1	未运用（FAT32）
0x42	1	符号（FAT32）
0x43	4	卷序号（FAT32）
0x47	11	卷标（FAT32）
0x52	8	FAT文件体系类型（FAT32）
0x1FE	2	扇区完毕符（0x55 0xAA）

DPT分区表：

表1 图2分区表榜首字段
字节位移	字段长度	值	字段名和界说
0x01BE	BYTE	0x80	引导指示符(Boot Indicator) 指明该分区是否是活动分区。
0x01BF	BYTE	0x01	开端磁头(Starting Head)
0x01C0	6位	0x01	开端扇区(Starting Sector) 只用了0~5位。后边的两位(第6位和第7位)被开端柱面字段所运用
0x01C1	10位	0x00	开端柱面(Starting Cylinder) 除了开端扇区字段的最终两位外，还运用了1位来组成该柱面值。开端柱面是一个10位数，最大值为1023
0x01C2	BYTE	0x07	体系ID(System ID) 界说了分区的类型，具体界说，请参阅图4
0x01C3	BYTE	0xFE	完毕磁头(Ending Head)
0x01C4	6位	0xFF	完毕扇区(Ending Sector) 只运用了0~5位。最终两位(第6、7位)被完毕柱面字段所运用
0x01C5	10位	0x7B	完毕柱面(Ending Cylinder) 除了完毕扇区字段最终的两位外，还运用了1位，以组成该柱面值。完毕柱面是一个10位的数，最大值为1023
0x01C6	DWORD	0x0000003F	相对扇区数(Relative Sectors) 从该磁盘的开端到该分区的开端的位移量，以扇区来核算
0x01CA	DWORD	0x00DAA83D	总扇区数(Total Sectors) 该分区中的扇区总数