單片機就是個小計算機，大計算機少不了的數據存儲系統，單片機一樣有，而且往往和 CPU 集成在一起，更加顯得小巧靈活。

直到 90 年代初，國內容易得到的單片機就是 8031：不帶存儲器的芯片，要想工作，還必須外加 RAM 和 ROM，單片機成了 3 片機 ......

現在不同了，大的小的又是 51，又是 AVR 又是 STC，還有什么 430，PIC 等等，都各說各的好，可是誰也不敢說“我不要存儲器”。

單片機的數據存儲手段

程序存儲器 ROM

程序存儲器里面存放的是單片機的靈魂：工作程序。

小的可能只有 1KB，最多只能裝 1024 條 8 位數據，因為實際指令還有許多 2 字節，3 字節指令，所以它還裝不下 1024 條指令。大的也有 128KB 的。這些 8 位數據，要么在工廠里做模子光刻進去，要么一次性的燒寫進去。

業余或開發，最多也就是用編程器這么一個特殊工具，把調試成功的機器碼裝載進去，或者像 AVR 單片機那樣自己花幾塊錢做一條下載線，把電腦里這些東西灌進去（或許是 AVR 最吸引人之處）。

它一旦進駐電腦的程序存儲器中，除了借助上述裝置便不能自由改寫，在單片機運行時，只是從其中讀出指令或固定的數據，所以給程序存儲器一個“只讀存儲器”的別名，簡寫為 ROM，包括用編程器寫紫外線擦除內容的 EPROM、用電擦除的 EEPROM 和現在新興的 FLASH ROM。

一次性寫入的 ROM，僅用于電路和程序固定的批量產品中，實際工作起來，都是一樣的。

為了定位 ROM 中的數據，每個 8 位存儲單元都有一個固定的“地址”，通常用 16 進制數表示。例如，對于一個所謂 4K 的 ROM，地址從 0000H 到 0FFFH（即從 0000，0001...4095），單片機運行時從哪個地址取數據，完全由程序本身決定，并不要我們干預。

記住，給單片機一通電，它經過一個短暫的復位過程，立即轉向 ROM 的最低地址 0000H，在這里面放置的往往是一條“跳轉”指令，它從這里一步跳到另一個地址：程序的真正起始地址，例如 51 機的 0080H。

ROM 是程序存儲器，除了指令外，還包括運行程序必須的某些固定數據，例如：數據表。假如，我們要求在單片機的接口上輸出 00H 到 FFH（255）按正弦半波變化的數值，每秒 10000 次。如果硬要它按照公式一個個計算，對于它來說未免力不從心。可是我們可以把預先計算好的數值存入 ROM 中，到時候直接取出不是好多了？

又如一個重要的應用：大家一定見過不少單片機的東西上面都有數碼顯示，那些個數字其實就是用單片機的口線控制數碼管的字段電極電位。這些字形也是存放在 ROM 中的字模表，各個字模和 0-9 的數字（機器內當然是 0000-0101 二進制數）對應起來。常見的共陽極 7 段數碼管，必須在陽極加正電，7 個陰極都是地電位，才能顯示數字"8"，數字 8 對應的顯示字碼值是二進制數“10000000“（那個 1 對應的是小數點，高電位不讓它顯示）。

數據存儲器 RAM

這是個可以隨時存取數據的一塊存儲器，也就是可以讀（取）也可以寫（存）的存儲器，簡稱 RAM。

現在的單片機里面使用的 RAM，屬于靜態 RAM 或 SRAM，這個和電腦用的內存條有所不同。只要你把數據寫入 SRAM 后，不斷電或者不清除掉，這個數據就一直保存在那里。電腦用的是動態 RAM，要不斷給它加刷新脈沖才能保存數據。

因為單片機處理的信息量比電腦小很多，所以它帶的 RAM 也比較少：從完全不帶、帶 128、256、...1K、2K，到 4K，比 ROM 少多了。

因為實際上 RAM 只是作為數據臨時存放的地方，除非進行圖像處理需要存放大量的數據外。一般對于執行較簡單任務的單片機，有這么多也夠用，如果實在不夠用也只能采取外加 SRAM 如 6116、6264 等等來擴展。

為了對 RAM 單元存取 8 位二進制數，當然也得和 ROM 一樣用“地址”來標示它的具體位置。假如某單片機有 1K（1024）RAM，它的地址也是從 0000 到 1024，或 16 進制數的 0000H 到 03FFH。可見，和 ROM 的地址是一樣的。

會不會混淆不清？

不會，因為讀 ROM 是由單片機的程序指針或轉移指令或查表指令進行，而這些指令是不會進入 RAM 區的；讀寫 RAM 是另外的數據傳送指令，也不會進入 ROM 區。這點也是和電腦不同之處，后者程序和數據都在內存條里面，地址不同，如果竄位了就會造成不可預見后果。單片機的這種存儲器結構也稱為哈佛結構。

RAM 在單片機里的用途

RAM 在單片機里的用途，主要是存放臨時數據。

例如用單片機測溫，每秒測 1 次，顯示 1 分鐘的平均值（1 分鐘更新一次）：

我們先通過傳感器、放大電路、A/D 轉換，把溫度這個模擬量轉變為成比例的二進制數，然后每秒鐘 1 次把數字量通過輸入口順序存入到單片機的 RAM 中，然后對他們進行兩兩求和再平均的計算，最后的數值顯示出來，然后把這 60 個存儲單元統統寫 0 清除舊數據，下次又是如此循環進行。

結語

另外在單片機里面還有若干寄存器，數量不多但是作用很大，除了暫存數據，還可以交換、加工、傳遞等等，以及隨時記錄單片機當前處于什么狀態，輸入輸出口也是作為特殊功能的寄存器存在，具體各有不同，就不是隨便說說可以搞清楚的，要看有關書籍了。

審核編輯 黃昊宇