单片机外部ram是什么（单片机的RAM和ROM到底是什么）

对于51单片机而言，其片载的内部存储器分为RAM和存储程序的ROM。

我们以AT89c51为例，它作为经典51单片机，片载128字节RAM和4K字节ROM，注意这里古典ROM和现代计算机ROM的差别。

我们把ROM和RAM分开讨论。

1. ROM

什么是4K字节的ROM（只读存储器）呢？

有过基本51单片机开发经历的童鞋应该记得，我们使用C语言编写单片机程序后，会点击开发环境（比如Keil）的编译（compile）按钮进行编译。

此时Keil这个IDE（集成开发环境）就把C语言“译”成相应的二进制机器码。

然后我们通过烧录工具，把二进制机器码“灌输”至单片机。

灌输进单片机的程序去哪了？

没错，就储存在ROM中。所以ROM又被称为程序存储器。

对于古董单片机而言，其上电运行时，ROM内的数据只能被读取而不能实时写入，即“只读”。

因为，最初的单片机限于闪存技术，在程序运行时，ROM存储器只可以被读取，无法在线写入。但是，它可以被反复离线擦除并写入新程序。

所以，只读存储器ROM的Read-only Memory的名称就从这儿来的。

现代单片机的ROM一般采用FLASH闪存技术，不仅可以离线通过烧录器写入，也可以在线通过自身的代码来修改FLASH数据，达到类似“硬盘”的疗效。

比如，单片机算出了1 2 3等于6。

如果我们需要关机重启后单片机依然保留6这个结果，那么我们可以事先在程序中添加一段代码，让单片机把结果存入FLASH的某一存储单元中。

然后，即使断电重新开机，该数据也不会消失，下次再从这个地址读取，数据即是上次算好的结果，6。

我们以典型的ST单片机为例，其FLASH擦写次数高达一万次，而且该技术现在并不是什么高端货，一两块钱的单片机都能做到。

ST某款数据手册

一两块钱的电脑自带硬盘，是不是很划算，很好用！

2. RAM

再说说128字节的RAM，RAM又被称为数据存储器。

单片机上电之后是怎么运行的呢？我们把关键节点简要地勾勒一下。

首先，单片机上电后，复位电路触发单片机复位，使单片机所有状态处于复位状态，所有寄存器处于默认值，使得一切都在预料之中。

然后单片机按照设计时的“安排”，开始加载ROM中相应位置的数据，这些数据就是“程序”。

比如指令MOV 20H, A；

就是将累加寄存器A中的值送入RAM的20H这个“坑”中，20H就是这个“坑”的地址。

20H代表十六进制的20，等于十进制的32，即：编号32的坑。

128字节的RAM就有128个“坑”，分别编号00H到7FH（0到127）每个“坑”可以存一个8位的二进制数，即“坑”的大小是一个字节。

这样一条一条指令执行下去，有的MOV，有的JUMP，单片机就开始“有条不紊地”运行了。

在单片机运行过程中，一些中间变量就暂存在这些“坑”中。

当然，程序也能从这些“坑”中读取已存的数据，所以它又被称为数据存储器，它里面只暂存了“纯粹的数据”，没有程序（虽然程序也是二进制数）。

它的写入读出速度都比FLASH快，但掉电即丢失，相当于计算机的内存。

我们观察MSC-51指令集就知道，只有对RAM区操作得数据移动指令，没有对ROM的操作指令。

现代单片机对片载Flash的擦写，往往是通过对寄存器的操作来实现的。

3. 指令

那我们能否自行发明指令呢？

不行！

开发单片机的公司的工程师在设计单片机芯片时，不仅要设计CPU，还要同时设计内部存储和内部总线等“外设”，这样单片机才能运作，才叫“单片机”，而不仅仅是一个CPU。

每一个指令在这个小系统中到底产生什么效果，是这些工程师已经设计好的。

在没有C语言的年代，你想做具体的数学计算，就得把计算过程分解为一条一条的指令，然后通过指令来实现计算任务。

我们在使用芯片时，不能超过芯片公司规定的指令范围，去随意发明指令。

因为硬件是已经设计好的，它是死的，它只能响应芯片公司规定的这些指令。

这也就是为什么我们在开发时，需要datasheet和数据手册，因为芯片的指令是人做出来的，所以我们在开发时，需要遵守开发者的规定。

这就是传统51中内部ROM和RAM的根本区别。

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