單片機就是個小計算機，大計算機少不了的資料存儲系統，單片機一樣有，而且往往和CPU內建在一起，更加顯得小巧靈活。
直到90年代初，國内容易得到的單片機就是8031：不帶存儲器的晶片，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，還有什麼430，PIC等等，都各說各的好，可是誰也不敢說“我不要存儲器”。
單片機的資料存儲手段
01 程式存儲器ROM
程式存儲器裡面存放的是單片機的靈魂：工作程式。
小的可能隻有1KB，最多隻能裝1024條8位資料，因為實際指令還有許多2位元組，3位元組指令，是以它還裝不下1024條指令。大的也有128KB的。這些8位資料，要麼在工廠裡做模子光刻進去，要麼一次性的燒寫進去。
業餘或開發，最多也就是用程式設計器這麼一個特殊工具，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下傳線，把電腦裡這些東西灌進去(或許是AVR最吸引人之處)。
它一旦進駐電腦的程式存儲器中，除了借助上述裝置便不能自由改寫，在單片機運作時，隻是從其中讀出指令或固定的資料，是以給程式存儲器一個“隻讀存儲器”的别名，簡寫為ROM，包括用程式設計器寫紫外線擦除内容的EPROM、用電擦除的EEPROM和現在新興的FLASH ROM。
一次性寫入的ROM，僅用于電路和程式固定的批量産品中，實際工作起來，都是一樣的。
為了定位ROM中的資料，每個8位存儲單元都有一個固定的“位址”，通常用16進制數表示。例如，對于一個所謂4K的ROM，位址從0000H到0FFFH(即從0000，0001...4095)，單片機運作時從哪個位址取資料，完全由程式本身決定，并不要我們幹預。
記住，給單片機一通電，它經過一個短暫的複位過程，立即轉向ROM的最低位址0000H，在這裡面放置的往往是一條“跳轉”指令，它從這裡一步跳到另一個位址：程式的真正起始位址，例如51機的0080H。
ROM是程式存儲器，除了指令外，還包括運作程式必須的某些固定資料，例如：資料表。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位顯示，那些個數字其實就是用單片機的口線控制數位管的字段電極電位。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(機器内當然是0000-0101二進制數)對應起來。常見的共陽極7段數位管，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)。
02 資料存儲器RAM
這是個可以随時存取資料的一塊存儲器，也就是可以讀(取)也可以寫(存)的存儲器，簡稱RAM。
現在的單片機裡面使用的RAM，屬于靜态RAM或SRAM，這個和電腦用的記憶體條有所不同。隻要你把資料寫入SRAM後，不斷電或者不清除掉，這個資料就一直儲存在那裡。電腦用的是動态RAM，要不斷給它加重新整理脈沖才能儲存資料。
因為單片機處理的資訊量比電腦小很多，是以它帶的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隻是作為資料臨時存放的地方，除非進行圖像處理需要存放大量的資料外。一般對于執行較簡單任務的單片機，有這麼多也夠用，如果實在不夠用也隻能采取外加SRAM如6116、6264等等來擴充。
為了對RAM單元存取8位二進制數，當然也得和ROM一樣用“位址”來标示它的具體位置。假如某單片機有1K(1024)RAM，它的位址也是從0000到1024，或16進制數的0000H到03FFH。可見，和ROM的位址是一樣的。
會不會混淆不清？
不會，因為讀ROM是由單片機的程式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是另外的資料傳送指令，也不會進入ROM區。這點也是和電腦不同之處，後者程式和資料都在記憶體條裡面，位址不同，如果竄位了就會造成不可預見後果。單片機的這種存儲器結構也稱為哈佛結構。
RAM在單片機裡的用途
RAM在單片機裡的用途，主要是存放臨時資料。
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，把溫度這個模拟量轉變為成比例的二進制數，然後每秒鐘1次把數字量通過輸入口順序存入到單片機的RAM中，然後對他們進行兩兩求和再平均的計算，最後的數值顯示出來，然後把這60個存儲單元統統寫0清除舊資料，下次又是如此循環進行。
結 語
另外在單片機裡面還有若幹寄存器，數量不多但是作用很大，除了暫存資料，還可以交換、加工、傳遞等等，以及随時記錄單片機目前處于什麼狀态，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，就不是随便說說可以搞清楚的，要看有關書籍了。
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