RAM在单片机中的作用

单片机就是个小计算机，大计算机少不了的数据存储系统，单片机一样有，而且往往和 CPU 集成在一起，更加显得小巧灵活。

直到 90 年代初，国内容易得到的单片机就是 8031：不带存储器的芯片，要想工作，还必须外加 RAM 和 ROM，单片机成了 3 片机 ......

现在不同了，大的小的又是 51，又是 AVR 又是 STC，还有什么 430，PIC 等等，都各说各的好，可是谁也不敢说“我不要存储器”。

单片机的数据存储手段

程序存储器 ROM

程序存储器里面存放的是单片机的灵魂：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，要么在工厂里做模子光刻进去，要么一次性的烧写进去。

业余或开发，最多也就是用编程器这么一个特殊工具，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。

为了定位 ROM 中的数据，每个 8 位存储单元都有一个固定的“地址”，通常用 16 进制数表示。例如，对于一个所谓 4K 的 ROM，地址从 0000H 到 0FFFH（即从 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。

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，例如：数据表。假如，我们要求在单片机的接口上输出 00H 到 FFH（255）按正弦半波变化的数值，每秒 10000 次。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，到时候直接取出不是好多了？

又如一个重要的应用：大家一定见过不少单片机的东西上面都有数码显示，那些个数字其实就是用单片机的口线控制数码管的字段电极电位。这些字形也是存放在 ROM 中的字模表，各个字模和 0-9 的数字（机器内当然是 0000-0101 二进制数）对应起来。常见的共阳极 7 段数码管，必须在阳极加正电，7 个阴极都是地电位，才能显示数字"8"，数字 8 对应的显示字码值是二进制数“10000000“（那个 1 对应的是小数点，高电位不让它显示）。

数据存储器 RAM

这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，不断电或者不清除掉，这个数据就一直保存在那里。电脑用的是动态 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 位二进制数，当然也得和 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 进制数的 0000H 到 03FFH。可见，和 ROM 的地址是一样的。

会不会混淆不清？

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。

RAM 在单片机里的用途

RAM 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制数，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，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，下次又是如此循环进行。

结语

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，以及随时记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。

审核编辑 黄昊宇