用单片机的RAM虚拟U盘(文件系统：Fat16)

文件系统：Fat16
硬件平台：stm32f103c8

描述：利用mcu的ram虚拟一个U盘，用于存储即时小数据，通过usb以u盘的方式供上位机读取。

一：硬盘篇

1、硬盘物理结构：

盘片(platter)：硬盘由很多盘片组成，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……开始编号；

磁道：同一个盘片不同半径的同心圆为磁道（注意，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)：每道磁道被划分成几十个扇区，通常，一个扇区容量为512B，并按照一定规则编号1、2、3……

簇：另外，由于扇区实在太多了，文件分配表没办法一一描述，所以，就把一定数量的扇区分为一个簇。所以文件系统是以一簇为最小单位的。

注意：磁头和柱面都是从0开始编号的，扇区搞毛特殊从1开始。

总扇区数量=柱面数×磁头数×每道扇区

2、磁盘引导：

下图是一个4个分区的硬盘，开头的主引导记录就是上面介绍的MBR，其中4个分区表分别指出了4个分区的位置，上位机获取MBR之后，就知道了硬盘的总体结构，包括硬盘的大小、每个分区的位置、每个分区的大小等等。

隐藏区（hidden sector）：在分区之前的部分，而下面介绍的MBR就是隐藏区的第一个扇区。隐藏区不是必须的，它和系统启动有关，如果仅仅是作为存储，那么隐藏区可以没有。比如，标题说的用RAM虚拟的U盘。

注意：在我理解中，严格地说，隐藏区应该是指每个分区之内，位于保留区之前的扇区，也就是说，每个分区都有一套隐藏区+保留区。只是在唯一存储介质的第一个分区的隐藏区才是必须的，因为它需要用于系统的启动。而其他分区的隐藏区则一般被省略。如果不被省略，比如SD的开头就有一部分隐藏区，这时，引导代码部分是空的（因为不需要它来做系统启动），只有DPT分区表才有意义，用于划分SD的分区情况。

MBR(master boot record)扇区：即主引导记录，有时也叫主引导扇区，位于硬盘的0柱面0磁头1扇区，也就是所谓是第0扇区，也是整个存储介质的首个扇区。其中前446字节为引导程序，紧跟着的是64字节的硬盘分区表DPT，最后2个字节是“0x55 0xAA”，为磁盘有效结尾标志。

MBR 是不随操作系统的不同而不同的，具有公共引导特性。（在双系统中，一般先装Windows再装linux，原因是，linux会修改这段代码，让用户可以选择进去哪个系统，但Windows却是没有，如果后装Windows，那么linux的引导就会被忽略??）

（1）0x000-0x1bd：mbr引导代码（有些地方也叫MBR？？），446字节，pc的bios执行完自举之后，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字节描述一个分区，所以硬盘的主分区+扩展分区不能大于4个，另外扩展分区数不能大于1。（现实中，不止4个，其实是扩展分区里面分出来的逻辑分区，对于逻辑分区的问题上面的链接也有提到，可以参考。）

0x1fe-0xff：0x55 0xAA。

主引导记录部分如下表：