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单片机RAM和ROM到底是什么?

来源: 2019/8/20 浏览量:78 关键词: ST单片机 51单片机

1。 ROM

什么是4K字节的ROM(只读存储器)呢?

有过基本51单片机开发经历的童鞋应该记得,我们使用C语言编写单片机程序后,会点击开发环境(比如Keil)的编译(compile)按钮进行编译。

此时Keil这个IDE(集成开发环境)就把C语言“译”成相应的二进制机器码。

然后我们通过烧录工具,把二进制机器码“灌输”至单片机。

灌输进单片机的程序去哪了?

没错,就储存在ROM中。所以ROM又被称为程序存储器。

对于古董单片机而言,其上电运行时,ROM内的数据只能被读取而不能实时写入,即“只读”。

因为,最初的单片机限于闪存技术,在程序运行时,ROM存储器只可以被读取,无法在线写入。但是,它可以被反复离线擦除并写入新程序。

所以,只读存储器ROM的Read-only Memory的名称就从这儿来的。

现代单片机的ROM一般采用FLASH闪存技术,不仅可以离线通过烧录器写入,也可以在线通过自身的代码来修改FLASH数据,达到类似“硬盘”的疗效。

比如,单片机算出了1+2+3等于6。

如果我们需要关机重启后单片机依然保留6这个结果,那么我们可以事先在程序中添加一段代码,让单片机把结果存入FLASH的某一存储单元中。

然后,即使断电重新开机,该数据也不会消失,下次再从这个地址读取,数据即是上次算好的结果,

我们以典型的ST单片机为例,其FLASH擦写次数高达一万次,而且该技术现在并不是什么高端货,一两块钱的单片机都能做到。

一两块钱的电脑自带硬盘,是不是很划算,很好用!

2. RAM
再说说128字节的RAM,RAM又被称为数据存储器。单片机上电之后是怎么运行的呢?我们把关键节点简要地勾勒一下。首先,单片机上电后,复位电路触发单片机复位,使单片机所有状态处于复位状态,所有寄存器处于默认值,使得一切都在预料之中。
然后单片机按照设计时的“安排”,开始加载ROM中相应位置的数据,这些数据就是“程序”。

比如指令MOV 20H, A;

就是将累加寄存器A中的值送入RAM的20H这个“坑”中,20H就是这个“坑”的地址。

20H代表十六进制的20,等于十进制的32,即:编号32的坑。

128字节的RAM就有128个“坑”,分别编号00H到7FH(0到127)每个“坑”可以存一个8位的二进制数,即“坑”的大小是一个字节。

这样一条一条指令执行下去,有的MOV,有的JUMP,单片机就开始“有条不紊地”运行了。

在单片机运行过程中,一些中间变量就暂存在这些“坑”中。

当然,程序也能从这些“坑”中读取已存的数据,所以它又被称为数据存储器,它里面只暂存了“纯粹的数据”,没有程序(虽然程序也是二进制数)。

它的写入读出速度都比FLASH快,但掉电即丢失,相当于计算机的内存。

我们观察MSC-51指令集就知道,只有对RAM区操作的数据移动指令,没有对ROM的操作指令。

现代单片机对片载Flash的擦写,往往是通过对寄存器的操作来实现的。
3. 指令

那我们能否自行发明指令呢?

不行!

开发单片机的公司的工程师在设计单片机芯片时,不仅要设计CPU,还要同时设计内部存储和内部总线等“外设”,这样单片机才能运作,才叫“单片机”,而不仅仅是一个CPU。

每一个指令在这个小系统中到底产生什么效果,是这些工程师已经设计好的。

在没有C语言的年代,你想做具体的数学计算,就得把计算过程分解为一条一条的指令,然后通过指令来实现计算任务。

我们在使用芯片时,不能超过芯片公司规定的指令范围,去随意发明指令。

因为硬件是已经设计好的,它是死的,它只能响应芯片公司规定的这些指令。

这也就是为什么我们在开发时,需要datasheet和数据手册,因为芯片的指令是人做出来的,所以我们在开发时,需要遵守开发者的规定。

这就是传统51中内部ROM和RAM的根本区别。

 

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