一 電腦程序運(yùn)行過(guò)程與單片機(jī)的區(qū)別

我們平常使用的電腦的程序是存儲(chǔ)在磁盤(pán)中的，由于磁盤(pán)的讀取速度很慢，所以為了避免程序阻塞，電腦在程序執(zhí)行之前，會(huì)把整個(gè)代碼復(fù)制到內(nèi)存中，CPU從內(nèi)存中讀取指令，然后去運(yùn)行。

為了合理利用和規(guī)劃內(nèi)存資源，除了操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理外，最重要的是內(nèi)存的分段。對(duì)每一個(gè)進(jìn)程，操作系統(tǒng)都會(huì)為其分配一片內(nèi)存，同時(shí)將其分段為代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧段等等，不同的段具有不同的屬性。

電腦的運(yùn)行模式不合適單片機(jī)使用，因?yàn)閱纹瑱C(jī)沒(méi)有磁盤(pán)，而且內(nèi)存小。單片機(jī)的代碼是保存在flash中，類似電腦的固態(tài)硬盤(pán)，CPU讀取flash的速度慢于內(nèi)存，但是這個(gè)速度已經(jīng)很快了。

因此單片機(jī)的程序執(zhí)行過(guò)程是，根據(jù)flash中的代碼為函數(shù)分配堆棧和靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，然后CPU讀取flash中的指令，并讀寫(xiě)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。

二 單片機(jī)內(nèi)存分配與c語(yǔ)言變量的存儲(chǔ)位置

合理使用單片機(jī)的內(nèi)存對(duì)于一名工程師來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，因?yàn)殛P(guān)系到項(xiàng)目代碼的穩(wěn)定性，一款產(chǎn)品是否能在市場(chǎng)生存的第一步就是要穩(wěn)定。內(nèi)存使用不合理也會(huì)造成程序BUG的出現(xiàn)，而且產(chǎn)品表現(xiàn)出來(lái)的形式也是千奇百怪，一些工程師就因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題飽受折磨。

如果在項(xiàng)目中遇到大數(shù)組時(shí)，我們會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題是該選擇全局變量還是選擇局部變量。局部變量所占用的內(nèi)存在該函數(shù)運(yùn)行完之后即會(huì)自動(dòng)釋放，這樣只會(huì)在短時(shí)間內(nèi)占用cpu的ram；用全局變量會(huì)占用許多的RAM資源。局部變量有一個(gè)潛在的不確定因素有可能會(huì)造成全局變量區(qū)的內(nèi)存被覆蓋。

這個(gè)時(shí)候我們寧可犧牲掉RAM的部分資源作為固定的內(nèi)存，也不要埋下隱患（大數(shù)組局部變量），做產(chǎn)品要講究穩(wěn)定，避免后面要花費(fèi)大量的人力物力去處理。處理好了產(chǎn)品的前途也毀掉一半了。

初始化時(shí)RW-data從flash拷貝到RAM，當(dāng)程序啟動(dòng)完畢后Rw-data的存儲(chǔ)位置就到RAM里了。

而棧區(qū)(stack)、堆區(qū)(heap)、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）(static)、文字常量區(qū)和程序代碼區(qū)和RO-data等的關(guān)系。

1、棧區(qū)（stack）：由編譯器自動(dòng)分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。可讀寫(xiě)的值（stack）包含在sram中。

2、堆區(qū)（heap）：由程序員分配釋放，包含在單片機(jī)的sram中的。

3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）：全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域，程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。包含在sram中。

4、文字常量區(qū)：常量字符串儲(chǔ)存的地方。數(shù)據(jù)是作為只讀用的，分配在RO-data(只讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū))，包含在flash中。

5、程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼，可以想象也是被包含在flash，因?yàn)閷?duì)于MCU來(lái)說(shuō)，當(dāng)其重新上電，代碼還會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，并不會(huì)消失，所以存儲(chǔ)在flash中。

三RAM、EEPROM和flash的區(qū)別

存儲(chǔ)器分為兩大類：ram和rom。

ram 即 random access memery，可以隨時(shí)存取數(shù)據(jù)的一塊存儲(chǔ)器，也就是可以讀（取）也可以寫(xiě)（存）的存儲(chǔ)器。通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。現(xiàn)在的單片機(jī)里面使用的RAM屬于靜態(tài)RAM或SRAM，這個(gè)和電腦用的內(nèi)存條有所不同，只要你把數(shù)據(jù)寫(xiě)入SRAM后，只要不斷電，或者不清除掉，這個(gè)數(shù)據(jù)就一直保存在那里。電腦是用的動(dòng)態(tài)RAM，要不斷給它加刷新脈沖才能保存數(shù)據(jù)。

ROM 即 Read Only Memory，只讀式存儲(chǔ)器，用作程序存儲(chǔ)器，除了指令外，還包括運(yùn)行程序必須的某些固定數(shù)據(jù)。

ROM 最初是不能編程，后來(lái)出現(xiàn)了prom，只能寫(xiě)一次，直到EPROM的出現(xiàn)改變了這一個(gè)現(xiàn)狀，只要把芯片放在紫外線下照一下就可以擦除掉，這個(gè)改動(dòng)拯救了一大批程序員，程序員終于可以隨意的修改rom中的內(nèi)容了，同時(shí)也提高了工作效率。

狹義的EEPROM：這種rom的特點(diǎn)是可以隨機(jī)訪問(wèn)和修改任何一個(gè)字節(jié)，可以往每個(gè)bit中寫(xiě)入0或者1。這是最傳統(tǒng)的一種EEPROM，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，可以保存的時(shí)間非常的長(zhǎng)，可以擦寫(xiě)100w次。具有較高的可靠性。

flash屬于廣義的EEPROM，因?yàn)樗彩请姴脸膔om。但是為了區(qū)別于一般的按字節(jié)為單位的擦寫(xiě)的EEPROM，我們都叫它flash。flash做的改進(jìn)就是擦除時(shí)不再以字節(jié)為單位，而是以塊為單位，一次簡(jiǎn)化了電路，數(shù)據(jù)密度更高，降低了成本。上M的rom一般都是flash。