2024年2月17日发(作者：)

单片机ram和rom的区分 - 单片机

单片机运行时需要调用某个程序/函数/固定数据时就需要读取ROM，然后在RAM中执行这些程序/函数的功能，所产生的临时数据也都存在RAM内，断电后这些临时数据就丢失了。

ROM：(Read Only Memory)

程序存储器在单片机中用来存储程序数据及常量数据或变量数据，凡是c文件及h文件中全部代码、全局变量、局部变量、const’限定符定义的常量数据、文件中的代码(类似ARM中的bootloader或者X86中的BIOS，一些低端的单片机是没有这个的)通通都存储在ROM中。

RAM：(Random Access Memory)

随机访问存储器用来存储程序中用到的变量。凡是整个程序中，所用到的需要被改写的量，都存储在RAM中，“被转变的量”包括全局变量、局部变量、堆栈段。程序经过编译、汇编、链接后，生成hex文件。用专用的烧录软件，通过烧录器将hex文件烧录到ROM中(到底是怎样将hex文件传输到MCU内部的ROM中的呢?)，因此，这个时候的ROM中，包含全部的程序内容：无论是一行一行的程序代码，函数中用到的局部变量，头文件中所声明的全局变量，const声明的只读常量，都被生成了二进制数据，包含在hex文件中，全部烧录到了ROM里面，此时的ROM，包含了程序的全部信息，正是由于这些信息，“指导”了CPU的全部动作。可能有人会有疑问，既然全部的数据在ROM中，那RAM中的数据从哪里来?什么时候CPU将数据加载到RAM

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中?会不会是在烧录的时候，已经将需要放在RAM中数据烧录到了RAM中?要回答这个问题，首先必需明确一条：ROM是只读存储器，CPU只能从里面读数据，而不能往里面写数据，掉电后数据照旧保存在存储器中;RAM是随机存储器，CPU既可以从里面读出数据，又可以往里面写入数据，掉电后数据不保存，这是条永恒的真理，始终记挂在心。清楚了上面的问题，那么就很简洁想到，RAM中的数据不是在烧录的时候写入的，由于烧录完毕后，拔掉电源，当再给MCU上电后，CPU能正常执行动作，RAM中照样有数据，这就说明：RAM中的数据不是在烧录的时候写入的，同时也说明，在CPU运行时，RAM中已经写入了数据。关键就在这里：这个数据不是人为写入的，CPU写入的，那CPU又是什么时候写入的呢?听我娓娓道来。上回说到，ROM中包含全部的程序内容，在MCU上电时，CPU开头从第1行代码处执行指令。这里所做的工作是为整个程序的顺当运行做好预备，或者说是对RAM的初始化(注：ROM是只读不写的)，工作任务有几项：

1、 为全局变量安排地址空间---à假如全局变量已赋初值，则将初始值从ROM中拷贝到RAM中，假如没有赋初值，则这个全局变量所对应的地址下的初值为0或者是不确定的。当然，假如已经指定了变量的地址空间，则直接定位到对应的地址就行，那么这里安排地址及定位地址的任务由“连接器”完成。

2、 设置堆栈段的长度及地址---à用C语言开发的单片机程序里面，普遍都没有涉及到堆栈段长度的设置，但这不意味着不用设置。堆栈段主要是用来在中断处理时起“保存现场”及“现场还原”的作用，

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其重要性不言而喻。而这么重要的内容，也包含在了编译器预设的内容里面，的确省事，可并不肯定省心。平常怎么就没发觉呢?惊异。

3、 安排数据段data，常量段const，代码段code的起始地址。代码段与常量段的地址可以不管，它们都是固定在ROM里面的，无论它们怎么排列，都不会对程序产生影响。但是数据段的地址就必需得关怀。数据段的数据时要从ROM拷贝到RAM中去的，而在RAM中，既有数据段data,也有堆栈段stack，还有通用的工作寄存器组。通常，工作寄存器组的地址是固定的，这就要求在确定定址数据段时，不能使数据段掩盖全部的工作寄存器组的地址。必需引起严峻关注。这里所说的“第一行代码处”，并不肯定是你自己写的程序代码，绝大部分都是编译器代劳的，或者是编译器自带的demo程序文件。由于，你自己写的程序(C语言程序)里面，并不包含这些内容。高级一点的单片机，这些内容，都是在startup的文件里面。认真阅读，有好处的。通常的做法是：一般的flashMCU是在上电时或复位时，PC指针里面的存放的是“0000”，表示CPU从ROM的0000地址开头执行指令，在该地址处放一条跳转指令，使程序跳转到_main函数中，然后依据不同的指令，一条一条的执行，当中断发生时(中断数量也很有限，2~5个中断)，依据系统安排的中断向量表地址，在中断向量里面，放置一条跳转到中断服务程序的指令，如此如此，整个程序就跑起来了。打算CPU这样做，是这种ROM结构所造成的。其实，这里面，C语言编译器作了很多的工作，只是，你不知道而已。假如你认真阅读编译器自带的help文件就会知道很多的事情，这是对编译器了解最

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好的途径。I/O口寄存器：也是可以被转变的量，它被支配在一个特殊的RAM地址，为系统所访问，而不能将其他变量定义在这些位置。中断向量表：中断向量表是被固定在MCU内部的ROM地址中，不同的地址对应不同的中断。每次中断产生时，直接调用对应的中断服务子程序，将程序的入口地址放在中断向量表中。ROM的大小问题：对于flash类型的MCU，ROM空间的大小通常都是整字节的，即为ak*8bits。这很好理解，一眼就知道，ROM的空间为aK。但是，对于某些OTP类型的单片机，比如holtek或者sonix公司的单片机，经常看到数据手册上写的是“OTP progarming ROM 2k*15bit。。。。。”，可能会产生怀疑，这个“15bit”认为是1个字节有余，2个字节又不足，那这个ROM空间到底是2k，多于2k，还是4k但是少了一点点呢?这里要明确两个概念：一个是指令的位宽，另一个是指令的长度。指令的位宽是指一条指令所占的数据位的宽度;有些是8位位宽，有些是15位位宽。指令长度是指每条指令所占的存储空间，有1个字节，有2个字节的，也有3个字节甚至4个字节的指令。这个可以打个形象的比方：我们做广播体操时，有很多动作要做，但是每个简单的动作都可以分解为几个简洁的动作。例如，当做伸展运动时，我们只听到广播里面喊“2、2、3、4、5、6、7、8”，而这里每一个数字都代表一个指令，听到“3”这个指令后，我们的头、手、腰、腿、脚分别作出不同的动作：两眼目视前方，左手叉腰，右手往上抬起，五指伸直自然并拢打开，右腿伸直，左腿成弓步······等等一系列的分解动作，而要做完这些动作的指令只有一个“3”，要执行的动作却又很多，于

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是将多个分解动作合并成一个指令，而每个分解动作的“位宽”为15bits。实事上也的确如此，当在反汇编或者汇编时，可以看到，复合指令的确是有简洁的指令组合起来的。到此，回答前面那个问题，这个OTP的ROM空间应当是2K,指令位宽为15位。一般的，当指令位宽不是8的倍数时，则说明该MCU的大部分指令长度是一个字节(注：该字节宽度为15位，不是8位)，极少数为2个或多个字节，虽然其总的空间少，但是其能容下的空间数据并不少。

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