一篇文章讲透单片机的RAM和FLASH

最近在一个问答社区回答了一个问题，关于单片机存储器的，于是有了想专门写一篇关于单片机存储器的想法。作为单片机内部一个重要组成部分，存储器占有很重要的地位，今天就来聊聊我对于单片机的内部存储器RAM和FLASH的一些认识和理解。

1、先聊聊存储器

存储器是单片机结构的重要组成部分，存储器是用来存储编译好的程序代码和数据的，有了存储器单片机系统才具有记忆功能。按照存储介质的特性，可以分“易失性存储器”和“非易失性存储器”两类。易失性存储器断电后，里面存储的内容会丢失；非易失性存储器断电后，数据可以依然保持。

存储器分类

2、单片机的存储器

如下图所示是STM32F103RB系列单片机所使用的存储器大小，Flash为128KB，RAM为20KB，这里的RAM是指SRAM。

STM32F103RB内存大小

这两个存储器的寄存器输入输出端口被组织在同一个4GB的虚拟线性地址空间内。可访问的存储器空间被分成8个主要块，每个块为512MB。Flash用来存储编译好的程序文件，SRAM用来存储运行程序时所创建的临时数据。所以如果不加入外置存储器，那么程序里的东西就会出现在这两个存储器中。

下图为STM32F103RB单片机的内存映射图（部分），可以看到画红圈的两个就是SRAM和Flash存储器。不知道大家有没有注意，当使用J-Flash软件给stm32下载bin文件的时候需要填写起始地址，那个0x08000000其实就是Flash存储器的起始地址。

STM32F103内存映射图

3、关于编译器生成的文件

如果你玩过单片机，那你应该对Keil这款软件不会感到陌生，下图是我的那款OLED时钟的软件用Keil编译后的编译信息。

KEIL编译信息

很多人并不一定知道Program Size的含义，我来给大家解释一下。

Code： 是程序中代码所占字节大小；

RO-data： 程序只读的变量，也就是带const的，和已初始化的字符串等；

RW-data： 已初始化的可读写全局/静态变量；

ZI-data： 未初始化的可读写全局/静态变量；

那么这个程序占用的Flash存储器的空间大小是多少呢？程序所占Flash空间大小=Code+RO data+RW data=生成的bin文件大小 。

那么这个程序占用的SRAM存储器的空间大小是多少呢？程序固定占用RAM大小=RW data+ZI data 。

这些信息除了在编译器下方的信息栏里面看到，也可以在项目文件里的.map文件的最下面找到，如下图：

.map文件信息

4、数据在存储器上的存储结构

程序在Flash上的存储结构如下图所示，通过阅读hex文件和MDK下调试综合提炼出来的。其中，ZI-data对应未初始化数据段，RW-data对应已初始化数据段，Code对应代码段。

STM32的Flash存储结构

数据在SRAM上的结构，如下图所示。这部分大家可以参考上面的内存映射图来理解。

STM32的SRAM存储结构

5、总结

至此我相信大家应该对stm32单片机的内部存储有了更进一步的认识。其实如果想更深入的了解单片机的运行轨迹，我建议大家来详细研究一下stm32单片机的上电内存读取过程，如果搞明白了这块收获会是非常大的。后面有机会我也会对这块进行深入的总结，并整理成文章发出来，与大家一起分享。

单片机寄存器是什么？单片机寄存器有哪些分类？

单片机中有很多种特殊功能，今天宇凡微来为大家介绍”单片机的寄存器是什么?“以下内容将详细分析单片机寄存器 的各个参数。

单片机寄存器是什么？

一、单片机寄存器是什么?

寄存器是一种特殊的存储器，主要用于存储和检查微机的状态。CPU寄存器用于存储和检查CPU的状态，具体包括计算中途数据、程序因中断或子程序分支时的返回地址、计算结果为零时的负值、计算结果为零时的信息、进位值等。

由于CPU的通用寄存器在硬件上直接与CPU相连，因此它们的访问速度比RAM更快，后者通过内部总线访问数据。

单片机的外围功能控制寄存器用于设置外围功能，例如称为通用I/O GPIO的I/O端口、定时器、串行通信、AD转换器和DA转换器。有显示外围功能状态的状态寄存器，存储AD转换器转换结果的结果寄存器，以及存储通信功能中发送/接收数据的发送/接收数据寄存器。

我们可以直接从程序中设置寄存器，但是通常使用厂商们提供的固件库(设备驱动)，所以寄存器不是直接设置，而是间接设置的。

二、单片机寄存器的分类

1、SCON控制寄存器

SM2——多机通信控制位：是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收状态，当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据(RB8)为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接收到的数据放弃。当SM2=0时，就不管第9位数据是0还是1，都会将数据送入SBUF，并发出中断申请。工作于方式0时，SM2必须为0；

REN允许接收位：用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收；

RB8接收数据位8：在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位数据，用以识别接收到的数据特征；

TB8发送数据位8：在方式2和方式3中，TB8是要发送的——即第9位数据位。在多机通信中同样亦要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，TB8=1时为地址；

RI接收中断标志位：可寻址标志位。接收完第8位数据后，该位由硬件置位，在其他工作方式下，该位由硬件置位，RI=1表示帧接收完成；

在串口中断处理时，TI，RI都需要软件清"0"，硬件置位后不可能自动清0，此外，在进行缓冲区操作时，需要ES=0，以防止中断出现。

2、AUXR辅助寄存器

AUXR.0:S1BRS，如果为1那么串口1的波特率发生器为独立波特率发生器，否则为定时器1

AUXR.1:EXTRAM，为1则可以使用内部扩展RAM;

AUXR.2:BRTx12，为1则独立波特率发生器不分频，否则12分频;

AUXR.3:S2SMOD，为1串口2波特率加倍，否则不加倍;

AUXR.4:BRTR，为1则允许独立波特率允许，否则不允许;

AUXR.5:UART_M0x6，为1则串口模式0为2分频，否则为12分频;

AUXR.6:T1x12，为1则定时器1不分频，否则12分频;

AUXR.7:T0x12，为1则定时器0不分频，否则12分频。

3、串口寄存器SBUF

SBUF是指串行口中的两个缓冲寄存器，一个是发送寄存器，一个是接收寄存器，在物理结构上是完全独立的，但地址是重叠的。它们都是字节寻址的寄存器，字节地址均为99H;

串行发送数据时，CPU向SBUF写入数据 SBUF=date; //发送数据;

串行接收数据时，CPU从SBUF读出数据 date=SBUF; //接收数据。

推荐阅读：“揭秘”单片机主要寄存器有哪些？

以上就是深圳宇凡微为大家介绍关于单片机寄存器 是什么和单片机寄存器有哪些分类的全部内容。

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