单片机的存储器(RAM与ROM)总结

单片机的存储器

RAM与ROM是计算机中常见的存储器类型，它们在数据存储和访问方面扮演着重要的角色。RAM（Random Access Memory）是一种临时存储器，用于存储计算机正在运行的程序和数据。它具有快速的读写速度和随机访问的特点。相比之下，ROM（Read-Only Memory）是一种只读存储器，用于存储固定的程序指令和数据。ROM中的数据在计算机断电时不会丢失，因此被称为非易失性存储器。接下来，我们将详细介绍RAM和ROM的特点和常见类型。

一、ROM（Read-Only Memory）

  程序存储器（又称为数据Flash），顾名思义，是用来存放用户的程序，让单片机按照所写代码顺序执行，并完成指定任务。所以程序存储器也就是我们听说过很多次的ROM（Read-Only Memory）只读存储器。里面存放的是代码，一般还有常数、表格、圆周率值、数码管字形、单片机ID号、内部参考信号源、掉电唤醒定时器频率、IRC参数等等数据。

注意：
单片机每次都是烧录程序，烧录就是为了把代码放到程序存储器中，而我们用的电脑则是把硬盘的数据和程序放到RAM，再用CPU去读取RAM里面的数据和程序。

ROM是一种只读存储器，其中的数据不能被常规方式修改或写入。它包含了固定的数据，例如启动程序、固件等。
常见的如BIOS芯片，就属于ROM，用于存储开机引导的固件

1、ROM主要特点有：

永久性：ROM中的数据在断电时不会丢失，因此被称为非易失性存储器。
只读性：ROM的内容只能被读取，无法直接修改。它通常在制造过程中被预先写入或烧录，供计算机系统在启动时使用。

2、常见的ROM：

a. MASK ROM（掩模只读存储器）：

MASK ROM是在制造过程中被预先编程的ROM类型，无法在常规操作下进行修改。
它的数据是通过光刻等工艺制作在芯片上的，被“硬编码”进入芯片的电路结构中。
MASK ROM适用于存储固定的启动程序、固件等代码。

b. PROM（可编程只读存储器）：

PROM是一种可编程的只读存储器，用户可以通过编程操作一次性地将数据写入其中。
编程操作通常由专用的编程设备或编程器完成，一旦写入数据后，数据将无法修改。
PROM适用于需要存储不可更改数据的应用，如设备固件等。

c. EPROM（可擦除可编程只读存储器）：

EPROM是一种可擦除的可编程ROM，允许用户多次编程和擦除操作。
EPROM使用紫外线擦除器件来擦除数据，然后通过编程器进行重新编程。
EPROM通常用于存储需要经常更新的程序和数据的应用。

d. EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）：

EEPROM是一种电可擦除的可编程ROM，相对于EPROM，它不需要紫外线擦除器件。
EEPROM可以通过电压脉冲来擦除和编程数据，使得操作更加方便和可靠。
EEPROM广泛应用于存储配置数据、校准数据、设备序列号等的场景。

EEPRROM，你可以从它的名字上看出ROM这三个字母，没错，它属于ROM，它又被称为数据Flash，在IAP功能下，程序存储器用剩下的空间会被用作数据Flash（EEPROM），用来存放一些应用时需要经常修改，掉电后又能保持不变的参数。

e. Flash存储器：

Flash存储器是一种基于EEPROM技术的存储器，具有非易失性和高密度的特点。
Flash存储器可以通过块擦除方式进行修改，相比EEPROM更具灵活性和可编程性。
Flash存储器广泛应用于各种存储需求，如固件存储、系统存储、可移动存储介质等。

二、RAM

RAM（Random Access Memory）：
RAM（Random Access Memory）：
RAM是一种计算机主存，用于临时存储数据和程序。也叫“随机访问”存储器，因为它可以随机地存取和读取数据，而不需要按顺序查找。

常见的如我们计算机中的DDR，也叫DDR SDRAM（双倍数据率同步动态随机存取存储器），后面我们会介绍到:

1、RAM主要特点有：

临时性：RAM存储的数据在断电时会丢失，因此称为易失性存储器。
可读写：RAM可以被快速读取和写入，它的存储单元可以根据需要来读取和修改数据。
容量和速度：RAM的容量可以从几兆字节（MB）到数百GB不等，速度非常快，可以通过高速总线迅速访问数据。

2、常见的RAM：

a. DRAM（动态随机存取存储器）：

DRAM是计算机系统中最常见的RAM类型之一。
它使用电容和电流来存储数据，并且需要刷新操作以保持数据的稳定性。
DRAM容量较大，成本相对较低，因此广泛用于主内存（RAM）。

b. SRAM（静态随机存取存储器）：

SRAM是另一种常见的RAM类型，相对于DRAM来说，更快、更稳定。
它使用存储触发器（通常是互补金属氧化物半导体CMOS电路）来存储数据。
SRAM速度快，但比DRAM成本更高，一般用于高性能缓存和高速缓冲存储器。

c. SDRAM（同步动态随机存取存储器）：

SDRAM是一种同步的DRAM类型，与系统主时钟同步工作。
它通过分时多通道的方式提供高速访问和数据传输。
SDRAM广泛用于计算机系统和其他需要高性能存储的设备。

d. DDR SDRAM（双倍数据率同步动态随机存取存储器）：

DDR SDRAM是SDRAM的一种进化形式，提供了更高的传输速率。
它通过在每个时钟周期内传送两次数据，实现更高的带宽和更快的数据访问速度。
DDR SDRAM用于大多数现代计算机系统中的主内存。

e.片内基本RAM

  片内基本RAM，听名字是不是感觉就是只个RAM（Random Access Memory）随机存储器，以STC8H8K64U单片机256字节的RAM为例，其实这部分包括有：片内低128字节，高128字节以及特殊功能寄存器。

1.低128字节RAM
  低128字节RAM是单片机基本的数据存储区，是最接近CPU的数据存储区，也是功能最丰富的存储区。

  可以看到，此型号单片机低128字节RAM包含了4个工作寄存器组，一个组内有8个寄存器，可位寻址区，堆栈区。
  对于堆栈区，我有些许心得，平时我们执行的函数，进入函数便要使用栈，进行压栈，退出函数的时候就出栈，可以说，栈的作用就是记忆，记录下进入函数之前的位置，执行完函数，原路返回，我们定义的主函数也是函数，其中的临时变量等也在栈区，但是全局变量不在堆栈区。

2.高128字节RAM 与 特殊功能寄存器
  高128字节的地址和特殊功能寄存器地址是一样的。但是我们可以通过不同的操作方式来访问他们，高128字节RAM只能采用间接寻址的方式来访问，特殊功能寄存器则可以使用直接寻址的方式来访问。

f.拓展RAM

  拓展RAM又分为片内拓展RAM和片外拓展RAM
  扩展RAM类似于传统的片外数据存储器，采用访问片外数据存储器的访问指令（汇编助记符为 MOVX ）访问扩展RAM区域。可以通过AUXR寄存器中的EXTERAM位来选择片内拓展RAM或片外拓展RAM。

三、总结

RAM和ROM在计算机系统中扮演着不同的角色。
RAM作为主内存，临时存储计算机正在运行的数据和程序，它具有快速的读写速度和较大的容量，能够提高计算机的运行速度和多任务处理能力。
而ROM作为只读存储器，包含了固定的数据，如启动程序、固件等。它在计算机启动时被读取和执行，为计算机提供必要的初始化和启动操作。
不同类型的RAM和ROM适用于不同的应用场景，如DRAM、SRAM、EPROM、Flash等。通过灵活使用RAM和ROM，我们能够有效地管理和存储计算机系统中的数据和程序，实现各种应用需求。