单片机的“灵魂”—数据存储器的使用

2015-01-20 20:27:21来源: 互联网
我们可以说程序存储器的里面存放的是单片机灵魂,它就是工作程序。小的可能只有1KB(最多只能装1024条8位数据,因为实际指令还有许多2字节、3字节指令,所以它还装不下1024条指令)大的也有128KB的。这些8位数据要么在工厂里做摸子光刻进去,要么一次性的烧写进去,要么……用编程器这个特殊工具把调试成功的机器码装载进去,或者像AVR单片机那样自己花几块钱做一条下载线,把电脑里这些东西灌进去(或许是AVR最吸引人之处),它一旦进驻电脑的程序存储器中,除了借助上述装置便不能自由改写,在单片机运行时,只是从其中读出指令或固定的数据,所以给程序存储器一个“只读存储器”的别名,简写为ROM,包括用编程器写紫外线擦除内容的EPROM.用电擦除的EEPROM和现在新兴的FLASH ROM;一次性写入的ROM仅用于电路和程序固定的批量产品中,实际工作起来,都是一样的。

在实际的使用中,单片机运行时为了定位ROM中的数据,其实每个8位存储单元都有一个固定的“地址”,通常用16进数表示:例如对于一个所谓4K的ROM,地址从0000H到0FFFH,(即是从0000,0001…4095),单片机运行时从哪个地址取数据,完全由程序本身决定,并不要我们干预。记住,给单片机一通电,它经过一个短暂的复位过程,立即转向ROM的最低地址0000H,在这里面放置的往往是一条“跳转”指令,它从这里一步跳到另一个地址:程序的真正起始地址,例如51机的0080H.难道ROM中就只有指令不能来点别的?ROM是程序存储器,除了指令外还包括运行程序必须的某些固定数据。假如,我们要求在单片机的某口上输出00H到FFH(255)按正弦半波变化的数值,每秒10000次,那如果硬要它按照公式一个个计算,对于它来说未免力不从心,可是我们可以把预先计算好的数值存入ROM中,到时候直接取出。

提到数据存储器,它其实是个可以随时存取数据的一块存储器,也就是可以读(取)也可以写(存)的存储器,简称RAM.现在的单片机里面使用的RAM属于静态RAM或SRAM,这个和电脑用的内存条有所不同,只要你把数据写入SRAM后,只要不断电,或者不清除掉,这个数据就一直保存在那里,电脑是用的动态RAM,要不断给它加刷新脉冲才能保存数据。因为单片机处理的信息量比电脑小很多,所以它带的RAM也比较少:从完全不带、带128、256、……1K、2K到4K,比ROM少多了。因为实际上RAM只是作为数据临时存放的地方,除非进行图像处理需要存放大量的数据外,一般对于执行较简单任务的单片机,有这么多也够用,如果实在不够用也只能采取外加SRAM如6116、6264等等来扩展。为了对RAM单元存取8位二进数,当然也的和ROM一样用“地址”来标示它的具体位置假如某单片机有1K(1024)RAM,它的地址也是从0000到1024,或16进数的0000H到03FFH可见和ROM的地址是一样的,不会混淆不清?不会,因为读ROM是由单片机的程序指针或转移指令或查表指令进行,而这些指令是不会进入RAM区的,读写RAM是另外的数据传送指令,也不会进入ROM区,这点也是和电脑不同之处,后者程序和数据都在内存条里面,地址不同,如果窜位了就会造成不可预见后果。单片机的这种存储器结构也称为哈佛结构。

在这里本文中要说到的RAM,其在单片机里的用途主要是存放临时数据,例如用单片机测温,每秒测1次,显示1分钟的平均值(1分钟更新一次);我们先通过传感器,放大电路,A/D转换,把温度这个模拟量转变为成比例的二进数,然后每秒钟1次把数字量通过输入口顺序存入到单片机的RAM中,然后对他们进行两两求和再平均的计算(题外话:要单片机进行“除法”运算比较麻烦,例外的是除以2,4,8……却非常简单。运用“右移”指令1、2、3次便可)最后的数值显示出来,然后把这60个存储单元统统写0清除旧数据,下次又如此这般地循环进行。另外在单片机里面还有若干寄存器,数量不多但是作用很大,除了暂存数据,还可以交换、加工、传递等等,以及随时纪录单片机当前处于什么状态,输入输出口,也是作为特殊功能的寄存器存在,具体各有不同,就不是随便说说可以搞清楚的,要看有关书籍了。

关键字:存储器  单片机  灵魂

编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0120/article_25374.html
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