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1、状态机在音乐播放器设计中的作用,音乐播放器原理图,音乐播放器模块分析,分离出具有独立功能的模块 SD卡控制器 文件系统读取器 wav文件格式读取器 显示控制器 音频解码芯片控制器 VGA控制器 键盘控制器,状态机应用实例,SD卡控制器设计 FAT文件控制器设计,FAT文件控制器设计,FAT(File Allocation Table)是“文件分配表”的意思 顾名思义，就是用来记录文件所在位置的表格，它对于硬盘的使用是非常重要的，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了 不同的操作系统所使用的文件系统不尽相同,这里我们主要介绍FAT16,FAT16文件系统,FAT16使用了
2、16位的空间来表示每个扇区(Sector)配置文件的情形，故称之为FAT16 FAT16由于受到先天的限制，如果使用扇区来定义数据地址会显得FAT表庞大而臃肿，所以它使用簇(Cluster)来定义 每个簇可由多个扇区来组成，故在文件管理的过程中是通过簇来查询的，在后面会详细说明,FAT16文件系统,FAT16各分区与簇大小 16MB-127MB 2KB 128MB-255MB 4KB 256MB-511MB 8KB 512MB-1023MB 16KB 1024MB-2047MB 32KB,FAT16文件系统-存在的缺点,FAT16的一个典型缺点 因为某个文件的大小可能大于或小于一个簌，所以如果
3、文件最后一个簌未被填满，那么这个簌其他区域的数据空间将被丢弃不再使用 如果有新文件的话将从新的簌开始记录 合理地定义每簌所占的扇区数可以较好的利用磁盘空间 FAT 文件系统支持的最大簇数目和簇的最大大小决定了 2-GB 这一分区限制（ 意思就是理论上所能表示的最大为簌地址为FFFF ）,FAT16文件系统-结构图,FAT16文件系统-PBR,FAT16文件系统-分区信息,从偏移地址446开始是磁盘分区信息，可设置4个分区，每个分区表占16个字节,FAT16文件系统-分区信息格式,每个分区表由16个字节组成，含义如下,FAT16文件系统-根目录,在FAT16中每个分区根目录含32个扇区，每个扇区
4、为512字节，共计16384字节； 每个分区根目录最多可表示512个项数（因每个文件或子目录），其结构用32个字节来表示，格式如下 对于当前子目录，name字段第一个字节为“.”，上一子目录name字段第一个字节为“”；Name Extension字段用空格填充。,FAT16文件系统-FAT表,记录着每个文件的所有相关簌（除了首簌在文件登记表外） 前4个字节（0簌和1簌）代表磁盘的介质信息，文件的地址信息从其之后开始 簌地址由2个字节组成，其值代表下一个簌地址，直到FFFF为止,FAT16文件系统-FAT表,簌内容的含义,FAT16文件系统-文件的读取,通过系统区确定FAT表与根目录的首地址
5、从根目录读起，找到所需文件的首地址（即首簌地址） 通过获得的首簌地址在FAT表中读取与文件相关的所有簌地址，直到FFFF时终止，将所读到的簌地址信息保存到缓存区的地址内（方便控制器顺序读取数据） OK！开始读数据,FAT16文件系统-实例分析解读,这里通过读取某个1G容量的U盘来说明FAT16的一些关键数据 通过对这些数据的理解可以对后面的控制器读写控制有非常大的帮助,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,请对照前面的表来读取对应位置的字节信息 前3个字节是跳转指令，用于操作系统的读取系统盘的引导区代码,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,这8个字节代表该存贮介质厂商的I
6、D信息,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,这2个字节代表每个扇区的字节数，通过下图可以知道每个扇区的字节是是512（16进制是0x0200）,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,该字节表示每个簌的扇区簌，可看出每个簌由32个扇区组成,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,这2个字节的含义是保留扇区数，4意思就是从第5个扇区开始的位置就是FAT区,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,该字节的含义是有几个FAT表，显然默认是2个，其中一个FAT表是作为备份的，与另一个FAT表内容完全一致 其存在的意义在于当一个FAT表受损时可以通过另一个FAT表实现
7、数据恢复,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,这2个字节的含义是FAT表的大小，在格式化磁盘的过程中由具体有磁盘大小来决定，这里可看出其有250个扇区组成，连同备份共占用了500个扇区,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,这8个字节用来标识本文件管理系统是FAT16（其ASII码值对应相关的英文字母与数字），不满8个字节的部分用空格填充,FAT16文件系统-实例分析解读 系统区（续）,最后2个字节代表系统区结束标识,FAT16文件系统-实例分析解读 文件根目录,前8个字节代表文件名：这里文件名是1 接着的3个字节代表文件扩展名：这里该文件的扩展名是BMP 再接着的1个字节代表文件属性：这里表示它是一个文档属性 紫色圈出的代表首簌地址 最后4个字节代表文件的大小,FAT16文件系统 -实例分析解读FAT表,可以看出文件簌地址是顺序存储的,FAT16文件系统-实例分析解读数据区,通过上面的FAT表的簌地址就可以完全定位数据区的文件数据了，下图是数据区文件的起始位置,