幾種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段使小巧靈活單片機(jī)有無(wú)限用途

單片機(jī)就是個(gè)小計(jì)算機(jī)，跳蚤雖小不但五臟懼全，有時(shí)還跳得很高呢！自然，大計(jì)算機(jī)少不得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，小不點(diǎn)的單片機(jī)一樣有，而且往往和CPU集成在一起,更加顯得小巧靈活，直到90年代初，國(guó)內(nèi)容易得到的單片機(jī)就是8031：不帶存儲(chǔ)器的芯片，要想工作，還必需外加RAM和ROM，單片機(jī)成了3片機(jī)，現(xiàn)在不同了，大的小的又是51，又是AVR又是STC，還有什么430，PIC等等，都各說(shuō)各的好，可是誰(shuí)業(yè)也不敢說(shuō)"我不要存儲(chǔ)器"!好，廢話少說(shuō)...

單片機(jī)內(nèi)，有這么幾種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段：

1.程序存儲(chǔ)器：里面存放的是單片機(jī)的靈魂：工作程序.小的可能只有1KB(最多只能裝1024條8位數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?shí)際指令還有許多2字節(jié)，3字節(jié)指令，所以它還裝不下1024條指令)大的也有128KB的.這些8位數(shù)據(jù)要么在工廠里做摸子光刻進(jìn)去，要么一次性的燒寫(xiě)進(jìn)去，要么...業(yè)余或開(kāi)發(fā)最多的用編程器這么個(gè)特殊工具把調(diào)試成功的機(jī)器碼裝載進(jìn)去，或者像AVR單片機(jī)那樣自己花幾塊錢(qián)做一條下載線，把電腦里這些東西灌進(jìn)去(或許是AVR最吸引人之處)，它一旦進(jìn)駐電腦的程序存儲(chǔ)器中，除了借助上述裝置便不能自由改寫(xiě)，在單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，只是從其中讀出指令或固定的數(shù)據(jù)，所以給程序存儲(chǔ)器一個(gè)"只讀存儲(chǔ)器"的別名，簡(jiǎn)寫(xiě)為ROM，包括用編程器寫(xiě)紫外線擦除內(nèi)容的EPROM，用電擦除的EEPROM和現(xiàn)在新興的FLASH　ROM；一次性寫(xiě)入的ROM僅用于電路和程序固定的批量產(chǎn)品中，實(shí)際工作起來(lái)，都是一樣的。

為了定位ROM中的數(shù)據(jù)，每個(gè)8位(bit：二進(jìn)制位)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)固定的"地址"，通常用16進(jìn)數(shù)表示：例如對(duì)于一個(gè)所謂4K的ROM，地址從0000H到0FFFH，(即是從0000，0001...4095)，單片機(jī)運(yùn)行時(shí)從哪個(gè)地址取數(shù)據(jù)，完全由程序本身決定，并不要我們干預(yù)。記住，給單片機(jī)一通電，它經(jīng)過(guò)一個(gè)短暫的復(fù)位過(guò)程，立即轉(zhuǎn)向ROM的最低地址0000H，在這里面放置的往往是一條"跳轉(zhuǎn)"指令，它從這里一步跳到另一個(gè)地址：程序的真正起始地址，例如51機(jī)的0080H。原因？以后再說(shuō)...

難道ROM中就只有指令不能來(lái)點(diǎn)別的?看好羅，ROM是程序存儲(chǔ)器，除了指令外，還包括運(yùn)行程序必須的某些固定數(shù)據(jù)，例如：數(shù)據(jù)表.假如，我們要求在單片機(jī)的某口上輸出00H到FFH(255)按正弦半波變化的數(shù)值，每秒10000次，那如果硬要它按照公式一個(gè)個(gè)計(jì)算，對(duì)于它來(lái)說(shuō)未免力不從心，可是我們可以把預(yù)先計(jì)算好的數(shù)值存入ROM中，到時(shí)候直接取出不是好多了?...又如一個(gè)重要的應(yīng)用：大家一定見(jiàn)過(guò)不少單片機(jī)的東西上面都有數(shù)碼顯示，那些個(gè)數(shù)字其實(shí)就是用單片機(jī)的口線控制數(shù)碼管的字段電極電位，這些字形也是存放在ROM中的字模表，各個(gè)字模和0-9的數(shù)字(機(jī)器內(nèi)當(dāng)然是0000-0101二進(jìn)數(shù))對(duì)應(yīng)起來(lái)，例如常見(jiàn)的共陽(yáng)極7段數(shù)碼管，必須在陽(yáng)極加正電，7個(gè)陰極都是地電位，才能顯示數(shù)字"8"，數(shù)字8對(duì)應(yīng)的顯示字碼值是二進(jìn)數(shù)“10000000“(那個(gè)1對(duì)應(yīng)的是小數(shù)點(diǎn)，高電位不讓它顯示)。這簡(jiǎn)直是非用不可了。。。ROM先說(shuō)到這里2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：這是個(gè)可以隨時(shí)存取數(shù)據(jù)的一塊存儲(chǔ)器，也就是可以讀(取)也可以寫(xiě)(存)的存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱RAM?，F(xiàn)在的單片機(jī)里面使用的RAM屬于靜態(tài)RAM或SRAM,這個(gè)和電腦用的內(nèi)存條有所不同，只要你把數(shù)據(jù)寫(xiě)入SRAM后，只要不斷電，或者不清除掉，這個(gè)數(shù)據(jù)就一直保存在那里，電腦是用的動(dòng)態(tài)RAM，要不斷給它加刷新脈沖才能保存數(shù)據(jù)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)處理的信息量比電腦小很多，所以它帶的RAM也比較少：從完全不帶、帶128、256、...1K,2K，到4K，比ROM少多了。因?yàn)閷?shí)際上RAM只是作為數(shù)據(jù)臨時(shí)存放的地方，除非進(jìn)行圖像處理需要存放大量的數(shù)據(jù)外，一般對(duì)于執(zhí)行較簡(jiǎn)單任務(wù)的單片機(jī)，有這么多也夠用，如果實(shí)在不夠用也只能采取外加SRAM如6116，6264等等來(lái)擴(kuò)展。

為了對(duì)RAM單元存取8位二進(jìn)數(shù)，當(dāng)然也的和ROM一樣用“地址”來(lái)標(biāo)示它的具體位置假如某單片機(jī)有1K(1024)RAM,它的地址也是從0000到1024，或16進(jìn)數(shù)的0000H到03FFH,可見(jiàn)和ROM的地址是一樣的，不會(huì)混淆不清?不會(huì)，因?yàn)樽xROM是由單片機(jī)的程序指針或轉(zhuǎn)移指令或查表指令進(jìn)行，而這些指令是不會(huì)進(jìn)入RAM區(qū)的，讀寫(xiě)RAM是另外的數(shù)據(jù)傳送指令，也不會(huì)進(jìn)入ROM區(qū)，這點(diǎn)也是和電腦不同之處，后者程序和數(shù)據(jù)都在內(nèi)存條里面，地址不同，如果竄位了就會(huì)造成不可預(yù)見(jiàn)后果。單片機(jī)的這種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)也稱為哈佛結(jié)構(gòu)。

RAM在單片機(jī)里的用途，主要是存放臨時(shí)數(shù)據(jù)，例如用單片機(jī)測(cè)溫，每秒測(cè)1次，顯示1分鐘的平均值(1分鐘更新一次)；我們先通過(guò)傳感器，放大電路，A/D轉(zhuǎn)換,把溫度這個(gè)模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀壤亩M(jìn)數(shù)，然后每秒鐘1次把數(shù)字量通過(guò)輸入口順序存入到單片機(jī)的RAM中，然后對(duì)他們進(jìn)行兩兩求和再平均的計(jì)算(題外話：要單片機(jī)進(jìn)行“除法“運(yùn)算比較麻煩，例外的是除以2，4，8。。。卻非常簡(jiǎn)單!----運(yùn)用“右移”指令1，2，3次便可)最后的數(shù)值顯示出來(lái)，然后把這60個(gè)存儲(chǔ)單元統(tǒng)統(tǒng)寫(xiě)0清除舊數(shù)據(jù)，下次又如此這般地循環(huán)進(jìn)行。。。

另外在單片機(jī)里面還有若干寄存器，數(shù)量不多但是作用很大，除了暫存數(shù)據(jù)，還可以交換、加工、傳遞等等，以及隨時(shí)紀(jì)錄單片機(jī)當(dāng)前處于什么狀態(tài)，輸入輸出口，也是作為特殊功能的寄存器存在，具體各有不同，就不是隨便說(shuō)說(shuō)可以搞清楚的，要看有關(guān)書(shū)籍了。