SD卡寫入及讀取資料

hkgoldenmra | Sept. 22, 2022, 2:15 a.m. | Original

之前使用 Raspberry Pi Pico 控制 LCD熒幕，本來想將讓 LCD 顯示一些連續圖片
但由於 Raspberry Pi Pico 內置儲存空間只有 1MiB，無法儲存太多資料
因此在下需要 Raspberry Pi Pico 能存取一些外置儲存媒體
令能夠 Raspberry Pi Pico 執行更多操作或讀取資料

Micro SD卡模組外觀

Micro SD卡模組正面

Micro SD卡模組背面

Micro SD卡模組引腳

編號	引腳	方向	功能
1	CS	輸入	晶片選擇，低電壓時啟用
2	SCK	輸入	序列時脈，高電壓時為閒置狀態
3	MOSI	輸入	由微控制器傳送資料到從機
4	MISO	輸出	由從機傳送資料到微控制器
5	VCC		電源，接受 4V 至 12V
6	GND		接地

Micro SD卡模組其他元件

AMS1117 3.3V 電壓穩定器
由於 SD卡使用 3.3V ，使用超過 3.3V 會增加損壞 SD卡的風險
Micro SD卡模組，提供 3.3V 電壓穩定器，支援沒有 3.3V 的微控制器都能夠安全接駁到 Micro SD卡

LVC125A 三態輸出四路緩衝晶片

線路原型

Raspberry Pi Pico 接駁到 Micro SD卡模組

接駁線路

Micro SD卡模組能夠使用 SPI模式，因此需要使用 4支引腳連接

存取 SD卡限制

檔案系統

一般市面上購買的 SD卡會分為：

制式(代號)	類別(類別)	預設檔案系統
SD	標準	FAT16
SDHC	高容量	FAT32
SDXC	額外容量	exFAT
SDUC	超高容量	exFAT

由於使用 SPI 存取 SD卡，必須使用 FAT16 或 FAT32 檔案系統
因此使用 SD 或 SDHC 制式的 SD卡能夠即時使用
而預設使用 exFAT 的 SDXC 及 SDUC 則不能即時使用
必須將 SD卡格式化為 FAT16 或 FAT32 才能使用 SPI 存取

掛載點

很多網上教學都指定 /sd 或 /SD 這個掛載點名稱
但實際並沒有限制掛載點名稱，只要符合檔案命名規則，及 SD卡沒有重覆的路徑，便可以掛載

檔案名稱

由於必須使用 FAT16 或 FAT32 檔案系統，而這兩個檔案系統不會區分英文大小寫
因此掛載點及檔案名稱時，不需要考慮英文大小寫

讀取 SD卡資料

使用 Raspberry Pi Pico 讀取資料前，先將資料寫入到 SD卡

由於在下想確保沒有多餘的控制字元
例如 Carriage Return 及 End Of File 的 Line Feed ，所以使用指令製作測試文字檔案
如果閣下沒有特別需要，使用一般文字編輯器製作文字檔案亦可以

簡單的文字檔案內容
在下還想測試 Raspberry Pi Pico 讀取 SD卡的內容時，能否支援 Unicode 等字元
因此製作含有中文字的內容

由於在下使用 CircuitPython ，因此使用由 Adafruit 提供的 CircuitPython 函式庫
方便存取 SD卡的資料

或到 Adafruit 的 GitHub 頁面下載亦可

將 adafruit_sdcard.py 或 adafruit_sdcard.mpy 存放到 Raspberry Pi Pico 的 /lib 目錄
(py 為純文字檔案，可以了解原始碼；mpy 編譯為二進制檔案的 py ，檔案較小)

操作 SD卡

掛載檔案系統

需要先掛載 SD卡才能存取當中的資料

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

print(os.listdir(mount_point))

讀取檔案

讀取檔案的資料

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

for file in os.listdir(mount_point):
	with open(mount_point + "/" + file, "r") as handle:
		print("----- " + file + " -----")
		print(handle.read())

寫入檔案

將資料寫入到檔案

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

file = mount_point + "/file3.txt"
with open(file, "w") as handle:
	handle.write("hello")
	handle.flush()
with open(file, "r") as handle:
	print(handle.read())

已存在的檔案使用寫入模式會取代原本檔案

如果要避免取代原本檔案，需要使用加入模式

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

file = mount_point + "/file3.txt"
with open(file, "w") as handle:
	handle.write("hello")
	handle.flush()
with open(file, "a") as handle:
	handle.write(", world")
	handle.flush()
with open(file, "r") as handle:
	print(handle.read())

建立目錄

建立目錄與 Bash 的 mkdir 指令相同

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

print(os.listdir(mount_point))
os.mkdir(mount_point + "/new-dir")
print(os.listdir(mount_point))

移動檔案

os 函式庫沒有 move 功能，但可以使用 rename 以重新命名的方式改動檔案的位置

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

dir = mount_point + "/new-dir"
file = "/file3.txt"
print(os.listdir(dir))
os.mkdir(mount_point + file, die + file)
print(os.listdir(dir))

刪除目錄及檔案

Python 同樣使用類似 Bash 的指令刪除檔案及目錄
但刪除檔目錄前必須將該目錄中的檔案全部刪除，否則會出現錯誤

import busio, board, digitalio, adafruit_sdcard, storage, os

mount_point = "/sdcard"
spi = busio.SPI(board.GP14, MOSI = board.GP15, MISO = board.GP12)
cs = digitalio.DigitalInOut(board.GP13)
sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
vfs = storage.VfsFat(sdcard)
storage.mount(vfs, mount_point)

dir = mount_point + "/new-dir"
file = dir + "/file3.txt"
print(os.listdir(dir))
os.remove(file)
print(os.listdir(dir))
print(os.listdir(mount_point))
os.rmdir(dir)
print(os.listdir(mount_point))

基本上，只要將 SD卡掛載到 Raspberry Pi Pico
其餘的操作與一般檔案系統相同

SPI 模式

SD卡具備 SD模式及 SPI模式，但 Micro SD卡模組只提供 SPI模式
SPI模式只支援 FAT16 及 FAT32 的檔案系統
因此使用 SPI模式讀寫 SD卡前，必須先將 SD卡格式化為 FAT16 或 FAT32 的檔案系統
(在下以 FAT32 為例子)

SD卡的 SPI模使用模式0

SS引腳為高電壓時為閒置狀態
SCK引腳為低電壓時採樣
採樣次序以最高有效位開始

便可以自行製作 SD卡的SPI訊號

def transfer(data):
	response = 0
	for i in range(7, -1, -1):
		mosi.value = (data & (1 << i)) > 0
		sck.value = False
		response |= (miso.value << i)
		sck.value = True

將 Micro SD卡按裝到 Micro SD卡模組，再將引腳連接到正確的線路
正式操作前，需要將 SS引腳及 MOSI引腳設定為高電壓
再讓 SCK引腳傳送最少16週期的時脈訊號，讓 SD卡回復到閒置狀態

引腳	開始	重覆最少16次																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI	0	1																0

波紋時序圖

ss.value = True
sck.value = True
mosi.value = True
for i in range(128):
	sck.value = False
	sck.value = True

亦可以使用 SPI訊號

ss.value = True
sck.value = True
for i in range(16):
	transfer(0xFF)

SPI 指令

SD卡提供一些指令，讓 SD卡透過 SPI模式傳送指令到 SD卡

1位元組指令
- 第7位元固定低電壓
- 第6位元固定高電壓
- 第5至0位元指令訊號
4位元組參數
- 由最高位元組開始
  - 例如參數是 142857 = 0x00022E09
    參數1 = 0x00, 參數2 = 0x02, 參數3 = 0x2E, 參數4 = 0x09
1位元組CRC
- 第7至1位元CRC訊號
- 第0位元固定高電壓

引腳	開始	固定				指令												結束
引腳	開始	固定				5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		0		1		*		*		*		*		*		*
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

def setCommand(command):
	transfer(0x40 | command)

引腳	開始	參數1至4																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		*		*		*		*		*		*		*		*
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

def setParameters(param1, param2, param3, param4):
	transfer(param1)
	transfer(param2)
	transfer(param3)
	transfer(param4)

引腳	開始	循環冗餘校驗(CRC)														固定		結束
引腳	開始	6		5		4		3		2		1		0		固定		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		*		*		*		*		*		*		*		1
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

def setCRC(crc):
	transfer((crc << 1) | 0x01)

引腳	位元
	47	46	45	44	43	42	41	40	39:8	7	6	5	4	3	2	1	0
	第0位元組								第1至4位元組	第5位元組
	0	1	指令						參數1至4	CRC							1
SDI	0	1	*						*	*							1
SDO	0xFF								0xFF	0xFF

傳送指令的完整波紋時序圖

SPI指令使用 6位元，在下使用的其中 9個指令來讀寫 SD卡資料

6位元指令						DEC	HEX	功能	需要令牌	回應位元組長度
5	4	3	2	1	0	DEC	HEX	功能	需要令牌	回應位元組長度
0	0	0	0	0	0	0	0x00	重置設定	否	0
0	0	1	0	0	0	8	0x08	檢查電壓範圍	否	4
0	0	1	0	0	1	9	0x09	讀取 CSD 暫存器	是	16
0	1	0	0	0	0	16	0x10	修改讀取區塊大小	否	0
0	1	0	0	0	1	17	0x11	從區塊讀取資料	是	1
0	1	1	0	0	0	24	0x18	寫入資料到區塊	否	0
1	0	1	0	0	1	41	0x29	初始化	否	0
1	1	0	1	1	1	55	0x37	使用進階指令(ACMD)	否	0
1	1	1	0	1	0	58	0x3A	讀取 OCR 暫存器	否	4

SPI 狀態

SD卡接收到指令後，會傳回狀態，但 SD卡可能需要一些時間才能傳回狀態
因此在傳回狀態前，需要傳送一定數量的 0xFF訊號，直至傳回狀態

SPI狀態為 1位元組

第0至第n位元組
- 等待傳回狀態
第n+1位元組
- 傳回狀態

引腳	重覆n次
	開始	等待																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

引腳	開始	狀態																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		0		*		*		*		*		*		*		*

波紋時序圖

def getStatus():
	for i in range(8):
		response = transfer(0xFF)
		if (response & 0x80) == 0:
			return response
	raise

01111111-> 8位元狀態資料
 ^^^^^^^
 |||||||
 ||||||+-> 閒置狀態
 |||||+--> 清除重置
 ||||+---> 不合法指令
 |||+----> 指令CRC錯誤
 ||+-----> 清除序列錯誤
 |+------> 地址錯誤
 +-------> 參數錯誤

正常情況下，主要傳回閒置(0x01) 或運作(0x00) 的狀態

引腳	第0至n位元組	第n+1位元組
引腳	等待	狀態
SDI	0xFF	0xFF
SDO	0xFF	0	*

傳回狀態的完整波紋時序圖

SPI 回應

SD卡傳回狀態後，部分指令還會傳回回應

SPI回應為 n位元組

第0至第n位元組
- 回應內容

引腳	重覆n次
	開始	回應																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		*		*		*		*		*		*		*		*

波紋時序圖

def getResponses(length):
	responses = []
	for i in range(length):
		responses.append(transfer(0xFF))
	return responses

SPI 讀取資料

SD卡讀取資料的指令

第0至第n位元組
- 等待
第n+1位元組
- 傳回令牌
  - 傳回0xFE 為資料令牌，適合 0x11, 0x12, 0x18 指令使用 (示範)
  - 傳回0xFC 為資料令牌，適合 0x19 指令使用
  - 傳回0xFD 為停止令牌，適合 0x19 指令使用
第n+2至第m位元組
- 讀取資料
第m+1至第m+2位元組
- 傳回CRC

引腳	重覆n次
	開始	等待																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

引腳	開始	令牌																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		1		1		1		1		1		1		1		0

波紋時序圖

def isToken():
	for i in range(8):
		response = transfer(0xFF)
		if response == 0xFE:
			return True
	return False

引腳	根據數量重覆
	開始	資料																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		*		*		*		*		*		*		*		*

波紋時序圖

def getData(length):
	return getResponses(length)

引腳	重覆2次
	開始	CRC																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		*		*		*		*		*		*		*		*

波紋時序圖

def getCRC():
	return getResponses(2)

引腳	第0至n位元組	第n+1位元組	第n+2至m位元組	第m+1至m+2位元組
引腳	等待	令牌	資料	CRC
SDI	0xFF	0xFF	0xFF	0xFF
SDO	0xFF	0xFE	*	*

讀取資料的完整波紋時序圖

SPI 寫入資料

除了讀取資料，亦可以寫入資料

第0位元組
- 提交有效令牌(0xFE)
第1至第n位元組
- 寫入資料
第n+1至第n+2位元組
- 傳回CRC
第n+3至第m位元組
- 等待回應
第m+1位元組
- 傳回回應
  - 傳回0x05 為資料有效
  - 傳回0x0B 為資料CRC錯誤，資料無效
  - 傳回0x0D 為資料寫入錯誤，資料無效
第m+2至z位元組
- 等待完成

引腳	開始	令牌																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		0
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

def setToken():
	transfer(0xFE)

引腳	根據數量重覆
	開始	資料																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		*		*		*		*		*		*		*		*
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

def setData(data):
	for d in data:
		transfer(d)

引腳	重覆2次
	開始	CRC																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		*		*		*		*		*		*		*		*

波紋時序圖

引腳	重覆n次
	開始	等待																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		1		1		1		1		1		1		1		1

波紋時序圖

getCRC()

引腳	開始	回應																結束
引腳	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		0		0		0		0		*		*		*		1

波紋時序圖

def isDataAccept():
	for i in range(8):
		response = transfer(0xFF)
		if response == 0x05:
			return True
	return False

引腳	重覆n次
	開始	狀態																結束
	開始	7		6		5		4		3		2		1		0		結束
SS	1	0																1
SCK	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1
SDI		1		1		1		1		1		1		1		1
SDO		0		0		0		0		0		0		0		0

波紋時序圖

def isFinish():
	response = 0
	while response == 0:
		response = transfer(0xFF)

引腳	第0位元組	第1至n位元組	第n+1至n+2位元組	第n+3至m位元組	第m+1位元組	第m+2至z位元組
引腳	令牌	資料	CRC	等待回應	回應	等待完成
SDI	0xFE	*	0xFF	0xFF	0xFF	0xFF
SDO	0xFF	0xFF	*	0xFF	0x05	0x00

寫入資料的完整波紋時序圖

起動步驟

SD卡起動步驟大概為

if (CMD0 is not idle) {
	stderr("SD Card Not Found");
	exit();
}
if (CMD8 is not idle) {
	stderr("SD Card Not Recognized");
	exit();
}
isIdle = True;
loop (n times) {
	CMD55;
	if (ACMD41 is not idle) {
		isIdle = False
		break;
	}
}
if (isIdle) {
	stderr("SD Card Not Initialized");
	exit();
}
if (CMD58 is idle) {
	stderr("SD Card Cannot Read OCR");
	exit();
}
if (CMD9 is idle) {
	stderr("SD Card No Response");
	exit();
}
if (CMD16 is idle) {
	stderr("SD Card Cannot Set Block Size To 512 Bytes");
	exit();
}
stdout("SD Card Initialized And Running");

狀態步驟

SD卡狀態步驟大概為

isValid = False;
loop (n times) {
	if (Status != 0x80) {
		if (Status & 0x01) {
			isValid = True;
			stderr("Idle");
		}
		if (Status & 0x02) {
			stderr("Erase Reset");
			exit();
		}
		if (Status & 0x04) {
			stderr("Illegel Command");
			exit();
		}
		if (Status & 0x08) {
			stderr("Command CRC Error");
			exit();
		}
		if (Status & 0x10) {
			stderr("Erase Sequense Error");
			exit();
		}
		if (Status & 0x20) {
			stderr("Address Error");
			exit();
		}
		if (Status & 0x40) {
			stderr("Parameter Error");
			exit();
		}
	}
}
if (!isValid) {
	stderr("SD Card Not Ready");
	exit();
}

讀取步驟

SD卡讀取步驟大概為

if (CMD17 is idle) {
	stderr("SD Card Cannot Read Block");
	exit();
}
if (token != 0xFE) {
	if (error & 0x01) {
		stderr("Unknown Error");
	}
	if (error & 0x02) {
		stderr("CC Error");
	}
	if (error & 0x04) {
		stderr("Card ECC Fail");
	}
	if (error & 0x08) {
		stderr("Out Of Range");
	}
	if (error & 0x10) {
		stderr("Card Is Locked");
	}
	exit();
}
data = readblock();
read 2 bytes of CRC;

寫入步驟

SD卡寫入步驟大概為

if (CMD24 is idle) {
	stderr("SD Card Cannot Write Block");
	exit();
}
send 0xFE token;
writeblock(data);
read 2 bytes of CRC;
isValid = True;
loop (n times) {
	if (response == 0x05) {
		isValid = False
		break;
	} else if (response == 0x0B) {
		stderr("CRC Error");
		exit();
	} else if (response == 0x0C) {
		stderr("Write Error");
		exit();
	}
}
if (!isValid) {
	stderr("Unknown Error");
	exit();
}
Writing = 0x00;
while (Writing == 0x00) {
	Writing = stillWriting();
}

擴展類別

Python 能夠使用 storage 類別的 VfsFat 功能
來掛載格式化為 FAT16 或 FAT32 的 SD卡的檔案系統
但類別還需要實現 count(), readblocks(start, buffer), writeblocks(start, buffer)
才能讓 os 類別或 IO 功能來存取 SD卡，即是：

class MySDCard:
	def __init(self):
#		constructor of this class
	def count(self):
#		implement this method
	def readblocks(self, start, buffer):
#		implement this method
	def writeblocks(self, start, buffer):
#		implement this method

在下將程式碼上載到 https://bitbucket.org/hkgoldenmra/asdcard
閣下有興趣可以自行下載測試及使用

補充資料

SD卡類型

常見SD卡主要有3種，但引腳用途相同

SD卡引腳

編號	SD模式引腳	SPI模式引腳
1	DAT3	SS
2	CMD	SDI
3	GND
4	VCC
5	SCK
6	GND
7	DAT0	SDO
8	DAT1	NC
9	DAT2	NC

Mini SD卡引腳

編號	SD模式引腳	SPI模式引腳
1	DAT3	SS
2	CMD	SDI
3	GND
4	VCC
5	SCK
6	GND
7	DAT0	SDO
8	DAT1	NC
9	DAT2	NC
10	NC	NC
11	NC	NC

Micro SD卡引腳

編號	SD模式	SPI模式
1	DAT2	NC
2	DAT3	SS
3	CMD	SDI
4	VCC
5	SCK
6	GND
7	DAT0	SDO
8	DAT1	NC

起動及檔案讀寫流程

使用微控制器控制 SD卡需要模疑掛載程序

主開機紀錄 (Master Boot Record)

主開機紀錄用來起動磁區及保存最多4個磁碟分割表

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00000000 00000010 00000020 00000030 00000040 00000050 00000060 00000070 00000080 00000090 000000A0 000000B0 000000C0 000000D0 000000E0 000000F0 00000100 00000110 00000120 00000130 00000140 00000150 00000160 00000170 00000180 00000190 000001A0 000001B0 000001C0 000001D0 000001E0 000001F0	FA B8 00 10 8E D0 BC 00 B0 B8 00 00 8E D8 8E C0 FB BE 00 7C BF 00 06 B9 00 02 F3 A4 EA 21 06 00 00 BE BE 07 38 04 75 0B 83 C6 10 81 FE FE 07 75 F3 EB 16 B4 02 B0 01 BB 00 7C B2 80 8A 74 01 8B 4C 02 CD 13 EA 00 7C 00 00 EB FE 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 1E FC D2 11 00 00 00 04 01 04 0C FE C2 FF 00 08 00 00 00 28 B1 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 AA	................ ...\|.........!.. ....8.u........u .........\|...t.. L.....\|......... ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ .......... .. . . . . ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ........ .... .. .. ...........(.. .. .............. .. .............. .. .............. U.

FAT起動磁區 (FAT Boot Sector)

保存磁區訊息、掛載方法

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00100000 00100010 00100020 00100030 00100040 00100050 00100060 00100070 00100080 00100090 001000A0 001000B0 001000C0 001000D0 001000E0 001000F0 00100100 00100110 00100120 00100130 00100140 00100150 00100160 00100170 00100180 00100190 001001A0 001001B0 001001C0 001001D0 001001E0 001001F0	EB 58 90 6D 6B 66 73 2E 66 61 74 00 02 20 20 00 02 00 00 00 00 F8 00 00 20 00 40 00 00 08 00 00 00 28 B1 03 20 3B 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 01 00 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 29 7F EE B3 05 5A 45 52 4F 46 49 4C 4C 45 44 20 46 41 54 33 32 20 20 20 0E 1F BE 77 7C AC 22 C0 74 0B 56 B4 0E BB 07 00 CD 10 5E EB F0 32 E4 CD 16 CD 19 EB FE 54 68 69 73 20 69 73 20 6E 6F 74 20 61 20 62 6F 6F 74 61 62 6C 65 20 64 69 73 6B 2E 20 20 50 6C 65 61 73 65 20 69 6E 73 65 72 74 20 61 20 62 6F 6F 74 61 62 6C 65 20 66 6C 6F 70 70 79 20 61 6E 64 0D 0A 70 72 65 73 73 20 61 6E 79 20 6B 65 79 20 74 6F 20 74 72 79 20 61 67 61 69 6E 20 2E 2E 2E 20 0D 0A 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 AA	.X. mkfs.fat .. . . .. .. . .. . @. .... .(;. ;.. .. .. .... .. .. ............ . . ) ..q. ZEROFILLE D FAT32 ...w\|. ".t.V.......^..2 .......This is n ot a bootable di sk. Please inse rt a bootable fl oppy and..press any key to try a gain ... ....... ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ .............. U.

檔案系統資訊磁區 (File System Information Sector)

保存叢集總數資訊、下個叢集的位置

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00100200 00100210 00100220 00100230 00100240 00100250 00100260 00100270 00100280 00100290 001002A0 001002B0 001002C0 001002D0 001002E0 001002F0 00100300 00100310 00100320 00100330 00100340 00100350 00100360 00100370 00100380 00100390 001003A0 001003B0 001003C0 001003D0 001003E0 001003F0	52 52 61 41 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 72 72 41 61 8C 85 1D 00 02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 AA	RRaA ............ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ .... rrAa .... .... .............. U.

檔案目錄表 (File Directory Table)

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00FCC000 00FCC010 00FCC020 00FCC030 00FCC040 00FCC050 00FCC060 00FCC070 00FCC080 00FCC090 00FCC0A0 00FCC0B0 00FCC0C0 00FCC0D0 00FCC0E0 00FCC0F0 00FCC100 00FCC110 00FCC120 00FCC130 00FCC140 00FCC150 00FCC160 00FCC170 00FCC180 00FCC190 00FCC1A0 00FCC1B0 00FCC1C0 00FCC1D0 00FCC1E0 00FCC1F0	5A 45 52 4F 46 49 4C 4C 45 44 20 08 00 00 FB 84 2C 55 2C 55 00 00 FB 84 2C 55 00 00 00 00 00 00 46 49 4C 45 20 20 20 20 54 58 54 20 18 00 07 A3 2C 55 00 00 00 00 09 A3 2C 55 03 00 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00	ZEROFILLED . . . .. ,U ,U .. .. ,U .. .... FILE TXT .... ,U.............. ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................

檔案分配表 (File Allocation Table)

保存下個鏈式叢集的位置、叢集的狀態

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00104000 00104010 00104020 00104030 00104040 00104050 00104060 00104070 00104080 00104090 001040A0 001040B0 001040C0 001040D0 001040E0 001040F0 00104100 00104110 00104120 00104130 00104140 00104150 00104160 00104170 00104180 00104190 001041A0 001041B0 001041C0 001041D0 001041E0 001041F0	F8 FF FF 0F FF FF FF 0F F8 FF FF 0F FF FF FF 0F 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00	.... .... .... .... .... ............ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................

資料區域 (Data Area)

保存檔案資料的空間

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00FE0000 00FE0010 00FE0020 00FE0030 00FE0040 00FE0050 00FE0060 00FE0070 00FE0080 00FE0090 00FE00A0 00FE00B0 00FE00C0 00FE00D0 00FE00E0 00FE00F0 00FE0100 00FE0110 00FE0120 00FE0130 00FE0140 00FE0150 00FE0160 00FE0170 00FE0180 00FE0190 00FE01A0 00FE01B0 00FE01C0 00FE01D0 00FE01E0 00FE01F0	49 20 61 6D 20 48 4B 47 6F 6C 64 65 6E 4D 72 2E 41 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00	I am HKGoldenMr. A ............... ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................

如果要讓 SD卡能讓其他宿主裝置辨識，必須建構：

磁區	磁區位置	磁區位元組位置
磁區	磁區位置	DEC	HEX
主開機紀錄	0	0	0x000000
FAT起動磁區	0+offset	0+offset	0x000000+offset
檔案系統資訊磁區	1+offset	512+offset	0x000200+offset
檔案分配表	32+offset	16384+offset	0x004000+offset

offset 是指位置偏移
每分割位置並不相同，因此真實位置可能會稍有偏移
以在下的情況，FAT32起動磁區的位置為 0x100000 ，即是偏移位置為 0x100000

由於這個專案令在下重新學習檔案系統的知識及技術
令在下回憶經常有一些 SD卡掛載後無法使用
因此想利用這個技術強行重建檔案系統，希望能幫功資料恢復用途

在下使用虛擬機將虛擬硬碟以 MBR方式低階格式化，將資料完全刪除

第1分割區格式化為 FAT32
(裝置顯示 /dev/sda1 表示第1硬碟的第1分割區)

並將 0 , 2048 , 2049 , 2080 的磁區複製

drive="/dev/sdb"
block_size="512"
dd if="${drive}" bs="${block_size}" count="1" skip="0" of="mbr.img"
dd if="${drive}" bs="${block_size}" count="1" skip="2080" of="fat32-table.img"
dd if="${drive}" bs="${block_size}" count="1" skip="2049" of="fsinfo-sector.img"
dd if="${drive}" bs="${block_size}" count="1" skip="2048" of="fat32-bs.img"

由於 /dev/sdb1 第0磁區等於 /dev/sdb 第2048磁區，因此可以改寫成

drive="/dev/sdb"
block_size="512"
dd if="${drive}" bs="${block_size}" count="1" skip="0" of="mbr.img"
dd if="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" skip="32" of="fat32-table.img"
dd if="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" skip="1" of="fsinfo-sector.img"
dd if="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" skip="0" of="fat32-bs.img"

以無磁碟分割方法低階格式化將資料完全刪除
(裝置顯示 /dev/sda 表示第1硬碟不分割)

將複製的磁區取代原本的磁區

drive="/dev/sdb"
block_size="512"
dd of="${drive}" bs="${block_size}" count="1" seek="0" if="mbr.img"
dd of="${drive}" bs="${block_size}" count="1" seek="2080" if="fat32-table.img"
dd of="${drive}" bs="${block_size}" count="1" seek="2049" if="fsinfo-sector.img"
dd of="${drive}" bs="${block_size}" count="1" seek="2048" if="fat32-bs.img"

或

drive="/dev/sdb"
block_size="512"
dd of="${drive}" bs="${block_size}" count="1" seek="0" if="mbr.img"
dd of="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" seek="32" if="fat32-table.img"
dd of="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" seek="1" if="fsinfo-sector.img"
dd of="${drive}1" bs="${block_size}" count="1" seek="0" if="fat32-bs.img"

結果能將虛擬硬碟強行建立 FAT32 檔案系統
(格式化後 UUID 必定不同)

在下嘗試使用 Raspberry Pi Pico 實戰測試

將 SD卡低階格式化
(將實體 SD卡低階格式化需要很長時間，32GB 需要大約 1小時)

將 mbr.img , fat32-bs.img , fsinfo-sector.img , fat32-table.img 複製到 Raspberry Pi Pico
再使用 open 功能，將檔案的二進制碼寫入到 SD卡

block_files = {
	0: "/mbr.img",
	2080: "/fat32-table.img",
	2049: "/fsinfo-bs.img",
	2048: "/fat32-bs.img"
}
for address in block_files:
	handle = open(block_files[address], "rb")
	sdcard.writeblocks(address, handle.read())
	handle.close()

在下直接使用 writeblocks 功能將資料寫入

或將主開機紀錄、 FAT起動磁區、檔案系統資訊磁區、檔案分配表的十六進制碼
改成 python二進制碼寫法亦可，即是 b"\x00" ，便可以減省附帶4個檔案

blocks = {
	0: b"\xFA\xB8\x00\x10\x8E\xD0\xBC\x00\xB0\xB8\x00\x00\x8E\xD8\x8E\xC0\xFB\xBE\x00\x7C\xBF\x00\x06\xB9\x00\x02\xF3\xA4\xEA\x21\x06\x00\x00\xBE\xBE\x07\x38\x04\x75\x0B\x83\xC6\x10\x81\xFE\xFE\x07\x75\xF3\xEB\x16\xB4\x02\xB0\x01\xBB\x00\x7C\xB2\x80\x8A\x74\x01\x8B\x4C\x02\xCD\x13\xEA\x00\x7C\x00\x00\xEB\xFE\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x1E\xFC\xD2\x11\x00\x00\x00\x04\x01\x04\x0C\xFE\xC2\xFF\x00\x08\x00\x00\x00\x28\xB1\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x55\xAA",
	2080: b"\xF8\xFF\xFF\x0F\xFF\xFF\xFF\x0F\xF8\xFF\xFF\x0F\xFF\xFF\xFF\x0F\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",
	2049: b"\x52\x52\x61\x41\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x72\x72\x41\x61\x8C\x85\x1D\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x55\xAA",
	2048: b"\xEB\x58\x90\x6D\x6B\x66\x73\x2E\x66\x61\x74\x00\x02\x20\x20\x00\x02\x00\x00\x00\x00\xF8\x00\x00\x20\x00\x40\x00\x00\x08\x00\x00\x00\x28\xB1\x03\x20\x3B\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x01\x00\x06\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x80\x00\x29\x7F\xEE\xB3\x05\x5A\x45\x52\x4F\x46\x49\x4C\x4C\x45\x44\x20\x46\x41\x54\x33\x32\x20\x20\x20\x0E\x1F\xBE\x77\x7C\xAC\x22\xC0\x74\x0B\x56\xB4\x0E\xBB\x07\x00\xCD\x10\x5E\xEB\xF0\x32\xE4\xCD\x16\xCD\x19\xEB\xFE\x54\x68\x69\x73\x20\x69\x73\x20\x6E\x6F\x74\x20\x61\x20\x62\x6F\x6F\x74\x61\x62\x6C\x65\x20\x64\x69\x73\x6B\x2E\x20\x20\x50\x6C\x65\x61\x73\x65\x20\x69\x6E\x73\x65\x72\x74\x20\x61\x20\x62\x6F\x6F\x74\x61\x62\x6C\x65\x20\x66\x6C\x6F\x70\x70\x79\x20\x61\x6E\x64\x0D\x0A\x70\x72\x65\x73\x73\x20\x61\x6E\x79\x20\x6B\x65\x79\x20\x74\x6F\x20\x74\x72\x79\x20\x61\x67\x61\x69\x6E\x20\x2E\x2E\x2E\x20\x0D\x0A\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x55\xAA"
}
for address in blocks:
	sdcard.writeblocks(address, blocks[address])

寫入資料後，讓電腦掛載，結果同樣成功
即是這種強行建立 FAT32 檔案系統的方法，可以達到在下期望的效果
下在將 SD卡格式化為 FAT32 的程式碼加到的函式庫中

但由於在下的 SD卡，因此在下複製的磁區資料未必與其他 SD卡相容
所以閣下使用前仍然需要自行修改成相符合的資料才使用，否則可能會破壞閣下的 SD卡的資料

如果不使用磁碟分割，可以直接將 FAT32起動磁區、檔案系統資訊磁區、檔案分配表
順移至 0, 1, 32 的磁區位置，便可以使用整個分割

由於使用主開機紀錄的方法需要規劃磁碟分割的位置
由於會佔用部分儲存空間，而且並非所有分割的位置及數量都相同，備份及修復反而會困難
因此如果想 SD卡用盡整個儲存空間，便不要使用主開機紀錄，而且更方便修復資料

總結

接駁線路時不慎將 VCC 及 GND 倒轉接駁，導致 Raspberry Pi Pico 及電壓穩定器異常灼熱
幸好早發現，否則可能會燒毀 Raspberry Pi Pico 或電壓穩定器
還有將微控制器及 Micro SD卡模組的 MOSI 及 MISO 倒轉接駁

在下發現當使用預設函式庫的 busio.SPI ，不使指定 MOSI 及 MISO 引腳時
必須使用 Raspberry Pi Pico 的 MOSI 及 MISO 引腳，否則會發生 ValueError: Invalid pins 錯誤
雖然線路連接上會受到一定限制，但因為使用硬件提供的 SPI 因此速度會比較快

不過由於 CircuitPython 的 busio.SPI 必須使用指定引腳，在下對這種限制感到不滿
因此在下如過往相同，花時間學習讀寫SD卡資料的方法
在下尋找資料及嘗試理解 CircuitPython 的 adafruit_sdcard.py 及 MicroPython 的 sdcard.py
以 adafruit_sdcard.py 為基礎，自行製作讀寫SD卡資料的類別
執行主程式前，在 adafruit_sdcard.py 需要執行的功能中，加上大量 print 以顯示執行後的結果

雖然花了很多時間，但最終能夠製作自己讀寫SD卡的類別
而且在製作途中還學習到 FAT檔案系統的操作知識及修復技巧

另外在下發現 FAT32 將檔案名的第一個字元修改為 0xE5 便當作刪除檔案
亦即是將檔案名改回原本的字元便能修復檔案

列號	欄號
列號	00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F	0123456789ABCDEF
00FCC000 00FCC010 00FCC020 00FCC030 00FCC040 00FCC050 00FCC060 00FCC070 00FCC080 00FCC090 00FCC0A0 00FCC0B0 00FCC0C0 00FCC0D0 00FCC0E0 00FCC0F0 00FCC100 00FCC110 00FCC120 00FCC130 00FCC140 00FCC150 00FCC160 00FCC170 00FCC180 00FCC190 00FCC1A0 00FCC1B0 00FCC1C0 00FCC1D0 00FCC1E0 00FCC1F0	5A 45 52 4F 46 49 4C 4C 45 44 20 08 00 00 FB 84 2C 55 2C 55 00 00 FB 84 2C 55 00 00 00 00 00 00 E5 49 4C 45 20 20 20 20 54 58 54 20 18 00 07 A3 2C 55 00 00 00 00 09 A3 2C 55 03 00 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00	ZEROFILLED ..... ,U,U....,U...... . ILE TXT .... ,U.............. ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................

雖然這些知識可能已經有文件資料，但靠自己學習及發現，比單純查資料印象更深刻

參考資料

使用 Web Bluetooth API Raspberry Pi Pico W 試用