51单片机-关于内存

陌上柳絮倾城雪
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51单片机-关于内存

前言

事情是这样子的，今天在用 Keil5 编译代码的时候我发现了一个问题

#include <REGX52.H>
 	
unsigned char LED[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				     0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,};//定义数组

void main()
{
 	while(1){

 	}
}

当我编译以上代码的时候会出现 main.c(28): error C249: 'DATA': SEGMENT TOO LARGE

Data 段太长的错误，这个很好解决，就是STC89C52的RAM比较小存不下，

只要把他存到ROM里面不就可以了！

unsigned char code LED[] //声明数组的时候在这里加个 code就可以了

但是在编译一段定义数组不是很长的代码时候，我又发现一个很奇怪的问题❓

#include <REGX52.H>
 	
unsigned char  LED[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
				      0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,};//定义数组

void main()
{
 	while(1){

 	}
}

编译怎么一段代码的时候，我发现

image-20220328100613811.png

项目大小 data是25字节 code 是164字节

但是在我直接把数组存到ROM中的时候，就是在声明数组的时候多加 code，这时候

image-20220328100856457.png

项目大小 data是9字节 code 是33字节 都变小了？？？？？

我所知道的data 应该指的RAM code 指的应该是ROM

但是我把数组放到ROM 里面为什么RAM 、ROM所占用的空间字节都变小了？？？？？

为此我产生了以下疑问：

  1. 内存ROM、RAM、FLASH之间到底有什么区别？
  2. 51单片机中是怎么存程序怎么存变量的？

为此我查阅了很多资料

ROM、RAM、FALSH

我一开始的理解是 ROM 就相当于电脑的硬盘（掉电仍数据不丢失），RAM 就相当于电脑的内存（掉电丢失，就像剪切板中的内容，关机重启后就没有了）那FLASH就是固态硬盘？？

image.png

ROM

ROM(Read Only Memory)只读存储器

顾名思义，它是一种只能读出事先所存的数据的固态半导体存储器。ROM中所存数据稳定，一旦存储数据就再也无法将之改变或者删除，断电后所存数据也不会消失。其结构简单，因而常用于存储各种固化程序和数据。

ROM最初不能编程，出厂什么内容就永远什么内容，不灵活。后来出现了PROM，可以自己写入一次，要是写错了，只能换一片，自认倒霉。人类文明不断进步，终于出现了可多次擦除写入的EPROM，每次擦除要把芯片拿到紫外线上照一下，想一下你往单片机上下了一个程序之后发现有个地方需要加一句话，为此你要把单片机放紫外灯下照半小时，然后才能再下一次，这么折腾一天也改不了几次。历史的车轮不断前进，伟大的EEPROM出现了，拯救了一大批程序员，终于可以随意的修改ROM中的内容了。

EEPROM

EEPROM （Electrically Erasable Programmable read only memory)带电可擦可编程只读存储器

这种ROM的特点是可以随机访问和修改任何一个字节，可以往每个 bit 中写入0或者1。这是最传统的一种EEPROM ，掉电后数据不丢失，可以保存100年，可以擦写100w次。具有较高的可靠性，但是电路复杂/成本也高。因此目前的 EEPROM 都是几十千字节到几百千字节的，绝少有超过512K的。STC89C52拥有5K的EEPEOM。

FLASH(闪存)

FLASH 全称Flash Memory，Flash 属于广义的 EEPROM ，因为它也是电擦除的 ROM 。但是为了区别于一般的按字节为单位的擦写的 EEPROM ，我们都叫它 Flash 。

Flash 做的改进就是擦除时不再以字节为单位，而是以块为单位，以此简化了电路，数据密度更高，降低了成本。所以上M的 ROM 一般都是 Flash 。

Flash分为NOR Flash和 NAND Flash 。

NOR Flash数据线和地址线分开，可以实现RAM一样的随机寻址功能，可以读取任何一个字节。但是擦除仍要按块来擦。

NAND Flash同样是按块擦除，但是数据线和地址线复用，不能利用地址线随机寻址。读取只能按页来读取。（NAND Flash按块来擦除，按页来读，NOR Flash没有页）

由于 NAND Flash 引脚上复用，因此读取速度比 NOR Flash 慢一点，但是擦除和写入速度比 NOR Flash 快很多。NAND Flash内部电路更简单，因此数据密度大，体积小，成本也低。因此大容量的Flash都是NAND型的。小容量的2～12M的Flash多是NOR型的。

使用寿命上，NAND Flash的擦除次数是 NOR 的数倍。而且 NAND Flash 可以标记坏块，从而使软件跳过坏块。NOR Flash 一旦损坏便无法再用。

因为 NOR Flash可以进行字节寻址，所以程序可以在NOR Flash中运行。嵌入式系统多用一个小容量的NOR Flash存储引导代码，用一个大容量的NAND Flash存放文件系统和内核。

FLASH 和 EEPROM 的区别

这里我认为最主要的区别是

EEPROM 可以按“位”擦写，而FLASH 只能一大片一大片的擦。

当然还有读入速度、价钱、擦写次数上的区别。

RAM

RAM (Random Access Memory)随机访问存储器

存储单元的内容可按照需要随机取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关。这种存储器在断电时，将丢失其存储内容，所以主要用于存储短时间使用的程序。速度比ROM、FLASH快。

RAM 分为 SRAM(静态随机存储器) 和 DRAM(动态随机存储器)

SRAM

静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器的自保功能存储数据的。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留，状态稳定，不需外加刷新电路，从而简化了外部电路设计。但由于SRAM的基本存储电路中所含晶体管较多，故集成度较低，且功耗较大。（寄存器也是一种SRAM）

DRAM

DRAM利用电容存储电荷的原理保存信息，电路简单，集成度高。由于任何电容都存在漏电，因此，当电容存储有电荷时，过一段时间由于电容放电会导致电荷流失，使保存信息丢失。解决的办法是每隔一定时间（一般为2ms）须对DRAM进行读出和再写入，使原处于逻辑电平“l”的电容上所泄放的电荷又得到补充，原处于电平“0”的电容仍保持“0”，这个过程叫DRAM的刷新。

因为 DRAM 需要不断地刷新电路，所以速度上比SRAM 要慢一点。

关于ROM、RAM、FLASH原理

我在B本站上看到了这个up主讲的很好 内存和固态硬盘哪个快？Flash和ROM RAM是一个东西吗？RAM和ROM的区别是什么？_哔哩哔哩_bilibili

51单片机的存储

image-20220328183231897转存失败，建议直接上传图片文件

参考手册我发现 STC89C52 单片机 内置有8K的 Flash 程序存储器 、512字节的 SRAM 和5K 的 EEPROM。

类型功能
Flash在单片机工作的时候只可以读，不可以写，掉电不丢失数据
SRAM可以读，可以写，但是掉电会丢失数据
EEPROM可以读，可以写，掉电不丢失数据

这样就很好理解他们的作用，和最开始的问题了

类型负责
Flash只负责存储程序，如果定义变量的时候加个 code 就是让数据存到Flash中。
SRAM负责存储数据，可以读取，可以改变变量的值，一般我们定义的变量默认要放到RAM里面。
EEPROM负责存储数据，这数据是单片机可以写入的，而却掉电不会丢失。就比如一个时钟，定一个通过按键操作设定6点的闹钟，这时候把数据写入EEPROM就可以将数据存储起来，掉电后数据依然存在。

最开始的问题

为什么我们把在数组前加上code ，让数组存到 Flash 中，但是code反而变小了?

因为 RAM 是掉电丢失数据的， 所以Flash需要存有变量的所有信息，上电后将信息存到 RAM 中，而且还有操作变量存入 RAM 的指令也要存在 Flash 中。

而将变量直接写入 Flash 中，就少了 操作 RAM 的指令的那一部分代码。

这样程序占用 Flash 的空间就反而变少了

几个问题

问题一

如果变量没有赋初值，那么程序占用Flash 和 RAM 的情况是怎么样的呢？

为了解决这个问题我做了以下实验：

image-20220328203319915.png

image-20220328203010353.png

image-20220328203140616.png

image-20220328203140616.png

由此实验我们可知：

  1. 若变量不赋初值，那么data 、code 都暂用 1 个字节。 Flash 开辟 RAM 不需要指令空间
  2. 若变量赋初值， 那么数据占用1个字节，而 Flash 开辟 RAM 空间并赋值 需要2个字节的指令空间

问题二

在变量前 const 和 code 有什么区别？

  1. 是从两个层面是变量不可以更改
  2. 在变量前加 const 是从软件层面声明 常量 ，他一样会存到RAM中，因为声明了是常量所以不可以更改。
  3. 在变量前加 code 是指☞将变量存放在Flash中，而 Flash 是不支持单片机更改数据的。

EEPROM、EPROM、FLASH的区别总结_

EEPROM和flash的区别

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