原创 RAM在单片机里有什么用?

2020-4-27 14:25 1261 29 10 分类: PCB

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。

- END -

关于造物工场

造物工场立足金百泽超过20年柔性电子制造服务优势,聚焦产品方案和电子工程的设计服务,提供从创意到制造、PCB/PCBA/BOM/元器件等一站式硬件服务。

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
造物工场 2021-05-14 10:43
电子元件温度计算方法
结点温度计算-根据周围温度(基本)结点温度(或通道温度)可根据周围温度和功耗计算。根据热电阻的思考方法,*Rth(j-a):结点-环境间的热电阻根据贴装的电路板的不同而不同。向敝公司标准的电路板上贴装...
造物工场 2021-03-27 18:23
电源会产生EMI,根源是什么?
有限且不断缩小的电路板空间、紧张的设计周期以及严格的电磁干扰(EMI)规范(例如CISPR 32和CISPR 25)这些限制因素,都导致获得具有高效率和良好热性能电源的难度很大。在整个设计周期中,电源...
造物工场 2021-03-18 13:44
深入剖析电感电流——怎样选择合适的电感
在开关电源的设计中电感的设计给工程师带来许多的挑战,工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流、绕线电阻、机械尺寸等等。本文解释了电感上的DC电流效应,为选择合适的电感提供必要的信息。理解电感的...
造物工场 2021-03-12 10:17
什么是超级电容?与普通电容有什么区别?
超级电容,又名电化学电容,双电层电容器、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的...
造物工场 2021-03-05 14:27
掌握这6个技巧,轻松搞定PCB多层板设计!
PCB从结构上可分为单面板、双面板和多层板。其中,多层板是指两层以上的印制板,它是由几层绝缘基板上的连接导线和装配焊接电子元件用的焊盘组成,既具有导通各层线路,又具有相互间绝缘的作用,高速PCB普遍采...
造物工场 2021-03-02 15:27
详解MOS管的5种损坏模式
雪崩破坏如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压,而且达到击穿电压V(BR)DSS (根据击穿电流其值不同),并超出一定的能量后就发生破坏的现象。在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压,...
广告
我要评论
0
29
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
广告
关闭 热点推荐上一条 /3 下一条