存储器的分类及其各自的特点
存储器（Memory）是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存），也有分为外部存储器和内部存储器的分类 *** 。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。
存储器的分类特点及其应用
在嵌入式系统中最常用的存储器类型分为三类：
1．随机存取的RAM;
2．只读的ROM;
3．介于两者之间的混合存储器
1.随机存储器（Random Access Memory，RAM）
RAM能够随时在任一地址读出或写入内容。 RAM的优点是读/写方便、使用灵活；
RAM的缺点是不能长期保存信息，一旦停电，所存信息就会丢失。 RAM用于二进制信息的临时存储或缓冲存储
2.只读存储器（Read-Only Memory，ROM）
ROM中存储的数据可以被任意读取，断电后，ROM中的数据仍保持不变，但不可以写入数据。
ROM在嵌入式系统中非常有用，常常用来存放系统软件（如ROM BIOS）、应用程序等不随时间改变的代码或数据。
ROM存储器按发展顺序可分为：掩膜ROM、可编程ROM（PROM）和可擦写可编程ROM（EPROM）。
3. 混合存储器
混合存储器既可以随意读写，又可以在断电后保持设备中的数据不变。混合存储设备可分为三种：
EEPROM NVRAM FLASH
（1）EEPROM
EEPROM是电可擦写可编程存储设备，与EPROM不同的是EEPROM是用电来实现数据的清除，而不是通过紫外线照射实现的。
EEPROM允许用户以字节为单位多次用电擦除和改写内容，而且可以直接在机内进行，不需要专用设备，方便灵活，常用作对数据、参数等经常修改又有掉电保护要求的数据存储器。
（2） NVRAM
NVRAM通常就是带有后备电池的SRAM。当电源接通的时候，NVRAM就像任何其他SRAM一样，但是当电源切断的时候，NVRAM从电池中获取足够的电力以保持其中现存的内容。
NVRAM在嵌入式系统中使用十分普遍，它更大的缺点是价格昂贵，因此，它的应用被限制于存储仅仅几百字节的系统关键信息。
（3）Flash
Flash（闪速存储器，简称闪存）是不需要Vpp电压信号的EEPROM，一个扇区的字节可以在瞬间（与单时钟周期比较是一个非常短的时间）擦除。
Flash比EEPROM优越的方面是，可以同时擦除许多字节，节省了每次写数据前擦除的时间，但一旦一个扇区被擦除，必须逐个字节地写进去，其写入时间很长。
存储器工作原理
这里只介绍动态存储器（DRAM）的工作原理。
工作原理
动态存储器每片只有一条输入数据线，而地址引脚只有8条。为了形成64K地址，必须在系统地址总线和芯片地址引线之间专门设计一个地址形成电路。使系统地址总线信号能分时地加到8个地址的引脚上，借助芯片内部的行锁存器、列锁存器和译码电路选定芯片内的存储单元，锁存信号也靠着外部地址电路产生。
当要从DRAM芯片中读出数据时，CPU首先将行地址加在A0-A7上，而后送出RAS锁存信号，该信号的下降沿将地址锁存在芯片内部。接着将列地址加到芯片的A0-A7上，再送CAS锁存信号，也是在信号的下降沿将列地址锁存在芯片内部。然后保持WE=1，则在CAS有效期间数据输出并保持。
当需要把数据写入芯片时，行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部，然后，WE有效，加上要写入的数据，则将该数据写入选中的存贮单元。
存储器芯片
由于电容不可能长期保持电荷不变，必须定时对动态存储电路的各存储单元执行重读操作，以保持电荷稳定，这个过程称为动态存储器刷新。PC/XT机中DRAM的刷新是利用DMA实现的。首先应用可编程定时器8253的计数器1，每隔1⒌12μs产生一次DMA请求，该请求加在DMA控制器的0通道上。当DMA控制器0通道的请求得到响应时，DMA控制器送出到刷新地址信号，对动态存储器执行读操作，每读一次刷新一行。
存储器的分类特点及其应用
在嵌入式系统中最常用的存储器类型分为三类：
1．随机存取的RAM;
2．只读的ROM;
3．介于两者之间的混合存储器
1.随机存储器（Random Access Memory，RAM）
RAM能够随时在任一地址读出或写入内容。 RAM的优点是读/写方便、使用灵活；
RAM的缺点是不能长期保存信息，一旦停电，所存信息就会丢失。 RAM用于二进制信息的临时存储或缓冲存储
2.只读存储器（Read-Only Memory，ROM）
ROM中存储的数据可以被任意读取，断电后，ROM中的数据仍保持不变，但不可以写入数据。
ROM在嵌入式系统中非常有用，常常用来存放系统软件（如ROM BIOS）、应用程序等不随时间改变的代码或数据。
ROM存储器按发展顺序可分为：掩膜ROM、可编程ROM（PROM）和可擦写可编程ROM（EPROM）。
3. 混合存储器
混合存储器既可以随意读写，又可以在断电后保持设备中的数据不变。混合存储设备可分为三种：
EEPROM NVRAM FLASH
（1）EEPROM
EEPROM是电可擦写可编程存储设备，与EPROM不同的是EEPROM是用电来实现数据的清除，而不是通过紫外线照射实现的。
EEPROM允许用户以字节为单位多次用电擦除和改写内容，而且可以直接在机内进行，不需要专用设备，方便灵活，常用作对数据、参数等经常修改又有掉电保护要求的数据存储器。
（2） NVRAM
NVRAM通常就是带有后备电池的SRAM。当电源接通的时候，NVRAM就像任何其他SRAM一样，但是当电源切断的时候，NVRAM从电池中获取足够的电力以保持其中现存的内容。
NVRAM在嵌入式系统中使用十分普遍，它更大的缺点是价格昂贵，因此，它的应用被限制于存储仅仅几百字节的系统关键信息。
（3）Flash
Flash（闪速存储器，简称闪存）是不需要Vpp电压信号的EEPROM，一个扇区的字节可以在瞬间（与单时钟周期比较是一个非常短的时间）擦除。
Flash比EEPROM优越的方面是，可以同时擦除许多字节，节省了每次写数据前擦除的时间，但一旦一个扇区被擦除，必须逐个字节地写进去，其写入时间很长。
存储器工作原理
这里只介绍动态存储器（DRAM）的工作原理。
工作原理
动态存储器每片只有一条输入数据线，而地址引脚只有8条。为了形成64K地址，必须在系统地址总线和芯片地址引线之间专门设计一个地址形成电路。使系统地址总线信号能分时地加到8个地址的引脚上，借助芯片内部的行锁存器、列锁存器和译码电路选定芯片内的存储单元，锁存信号也靠着外部地址电路产生。
当要从DRAM芯片中读出数据时，CPU首先将行地址加在A0-A7上，而后送出RAS锁存信号，该信号的下降沿将地址锁存在芯片内部。接着将列地址加到芯片的A0-A7上，再送CAS锁存信号，也是在信号的下降沿将列地址锁存在芯片内部。然后保持WE=1，则在CAS有效期间数据输出并保持。
当需要把数据写入芯片时，行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部，然后，WE有效，加上要写入的数据，则将该数据写入选中的存贮单元。
存储器芯片
由于电容不可能长期保持电荷不变，必须定时对动态存储电路的各存储单元执行重读操作，以保持电荷稳定，这个过程称为动态存储器刷新。PC/XT机中DRAM的刷新是利用DMA实现的。首先应用可编程定时器8253的计数器1，每隔1⒌12μs产生一次DMA请求，该请求加在DMA控制器的0通道上。当DMA控制器0通道的请求得到响应时，DMA控制器送出到刷新地址信号，对动态存储器执行读操作，每读一次刷新一行。
plc的存储器是怎样分类的？
PLC上的存储器与个人电脑上的存储器功能相似，主要用来存储系统程序、用户程序和数据。
根据功能不同可把存储器进行细分，可分为如下几个存储区：
装载存储器区（Load Memory）
工作存储器区（Work Memory）
保存存储器区（Retentive Memory）
系统存储器区（System Memory）
上面四个区域除了装载存储器区是外插SIMATIC存储卡，其他都是CPU内部集成的存储器。
1、 装载存储器
在S7-300/400系列PLC中装载存储器也就是外插的MMC卡，这个卡是Flash Memory，断电后卡中的信息不会丢失。对于S7-1500 CPU的装载存储器，只能通过外插存储卡扩展，容量更大支持到32G。
装载存储器主要存储项目中的程序块、数据块、工艺对象、硬件配置，就是你用博途编写程序和组态硬件产生的所有数据。
在你下载程序的过程中，首先是存储到装载存储器中，然后再复制到工作存储器中，程序和数据在工作存储器中运行。
对CPU的任何操作都不会让SIMATIC存储卡的用户程序丢失，也不会损坏程序。所以无论你CPU怎么损坏，用户程序是不会丢失的，但是没有了SIMATIC存储卡，即使你买再多的CPU，依然要重写程序。
装载存储器类似电脑的硬盘。
在S7-300/400 PLC中，装载存储器不存储项目中的符号和注释等信息，但是S7-1500 PLC的装载存储器可以保存变量的符号、注释信息以及PLC的数据类型。
西门子SIMATIC存储卡的知识以后专门介绍，这篇文章你知道所谓装载存储器就是S7-300/400上的MMC卡，S7-1500上这张卡叫做SIMATIC存储卡。
2、工作存储器
工作存储器是集成在CPU内部的RAM存储器，容量根据型号确定，不能扩展。所以在选择CPU时除了要考虑指令的处理速度，还要考虑最终程序的大小。如果写完程序发现CPU没法运行，就比较麻烦了。
可分为代码工作存储器和数据工作存储器，分别用来保存与程序运行有关的代码（OB/FC/FB）和数据块（DB）。
工作存储器类似个人电脑中的内存条，断电时数据会丢失，恢复供电时CPU会从装载存储器复制数据到工作存储器。
根据功能不同可把存储器进行细分，可分为如下几个存储区：
装载存储器区（Load Memory）
工作存储器区（Work Memory）
保存存储器区（Retentive Memory）
系统存储器区（System Memory）
上面四个区域除了装载存储器区是外插SIMATIC存储卡，其他都是CPU内部集成的存储器。
1、 装载存储器
在S7-300/400系列PLC中装载存储器也就是外插的MMC卡，这个卡是Flash Memory，断电后卡中的信息不会丢失。对于S7-1500 CPU的装载存储器，只能通过外插存储卡扩展，容量更大支持到32G。
装载存储器主要存储项目中的程序块、数据块、工艺对象、硬件配置，就是你用博途编写程序和组态硬件产生的所有数据。
在你下载程序的过程中，首先是存储到装载存储器中，然后再复制到工作存储器中，程序和数据在工作存储器中运行。
对CPU的任何操作都不会让SIMATIC存储卡的用户程序丢失，也不会损坏程序。所以无论你CPU怎么损坏，用户程序是不会丢失的，但是没有了SIMATIC存储卡，即使你买再多的CPU，依然要重写程序。
装载存储器类似电脑的硬盘。
在S7-300/400 PLC中，装载存储器不存储项目中的符号和注释等信息，但是S7-1500 PLC的装载存储器可以保存变量的符号、注释信息以及PLC的数据类型。
西门子SIMATIC存储卡的知识以后专门介绍，这篇文章你知道所谓装载存储器就是S7-300/400上的MMC卡，S7-1500上这张卡叫做SIMATIC存储卡。
2、工作存储器
工作存储器是集成在CPU内部的RAM存储器，容量根据型号确定，不能扩展。所以在选择CPU时除了要考虑指令的处理速度，还要考虑最终程序的大小。如果写完程序发现CPU没法运行，就比较麻烦了。
可分为代码工作存储器和数据工作存储器，分别用来保存与程序运行有关的代码（OB/FC/FB）和数据块（DB）。
工作存储器类似个人电脑中的内存条，断电时数据会丢失，恢复供电时CPU会从装载存储器复制数据到工作存储器。
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计算机存储分为哪些种类？
计算机存储器的分类如下：
1、按存储介质可以分类为半导体存储器、磁表面存储器、光存储器。
2、按存储器的读写功能可以分类为只读存储器(ROM)、 随机读写存储器(RAM)。
3、按信息的可保存性可以分类为非永久记忆的存储器、永久记忆性存储器。
4、按在计算机系统中的作用可以分类为主存储器(内存)、辅助存储器(外存储器)、缓冲存储器。
5、按功能/容量/速度/所在位置可以分类为寄存器、高速缓存、内存储器、外存储器。
6、工作性质/存取方式可以分类为随机存取存储器、顺序存取存储器、直接存取存储器、相联存储器。
计算机存储器的类型特点
计算机存储器一类设在主机中的内存储器，也叫主存储器，用于存放当前运行的程序和程序所用的数据，属于临时存储器。主存储器是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写（刷新时除外），而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。
另一类是属于计算机外部设备的存储器，叫外部存储器(简称外存)，也叫辅助存储器。外存属于永久性存储器，存放着暂时不用的数据和程序。
分析at89s52单片机的存储器结构
1．程序存储器
设计人员编写的程序存放在微处理器的程序存储器中。
at89s52具有64kb程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息，程序存储器的结构如图1所示。
图1 at89s52程序存储器的结构
at89s52片内片外的程序存储器在统一逻辑空间中，地址从0000h～ffffh，共有64k字节范围。引脚接高电平时，程序从片内程序存储器0000h开始执行，即访问片内存储器。当pc值超出片内rom容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行。引脚接低电平时，迫使系统全部执行片外程序存储器0000h开始存放的程序。
2．数据存储器
at89s52 有256 字节片内数据存储器。地址为00h~ffh。这256个单元共分为两部分。其一是地址从00h~7fh单元（共128个字节）为用户数据ram。从80h~ffh地址单元（也是128个字节）为特殊寄存器（sfr）单元。高128 字节与特殊功能寄存器重叠，也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。
在00h~1fh共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个8位寄存器，均以r0~r7来命名，称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为r0~r7，利用psw的第3和第4位（rs0和rs1），即可选中这四组通用寄存器。
内部数据存储器的20h—2fh单元为位寻址区，可作为一般单元用字节寻址，也可对它们的位进行寻址，位寻址区地址如表1所示
表1 ram位寻址区地址表
3. 中断服务程序的入口地址
在程序存储区中，为中断服务程序保存了一段中断服务程序的入口地址：其中一组特殊单元是0003h—0032h，各个单元各有用途，它们被分为六段，每个段8个字节，专门留给中断服务程序使用，被称为中断矢量区。at89s52共有8个中断源，6个中断矢量，它们的定义如下表2所，
表2 中断服务程序的入口地址
4．特殊功能寄存器sfr（special? function register）
特殊功能寄存器是指有特殊用途的寄存器 *** ，也称为专用寄存器，本质上是一些具有特殊功能的片内ram单元，反映单片机的运行状态，很多功能也通过特殊功能寄存器来定义和控制程序的执行。
at89s52单片机内部高128（80～ffh）地址分配给特殊功能寄存器。这个地址空间和芯片内数据存储器的高128字节地址完全重叠，但两者在物理硬件上是完全独立的，用寻址方式来区分这个完全重叠的地址空间。使用直接寻址方式访问这个地址空间时，访问的是特殊功能寄存器；使用间接寻址方式访问这个地址空间时，访问的是数据存储器。
at89s52有32个特殊功能寄存器，它们被离散地分布在内部ram的80h～ffh地址中，这些寄存的功能已作了专门的规定，用户不能修改其结构。
5．几个注意问题
（1）地址的重叠性
单片机中的所有存储器都必须分配地址，可以寻址的地址范围为64kb，数据存储器与程序存储器都占用相同的地址。
程序存储器中片内片外0000h～0ffffh低4kb地址完全重叠，但是我们使用引脚进行区分：＝0时，选择片外，=1时，选择片内，这样就完全区分开来了。
数据存储器中片内外0000h～00ffh的256个单元地址完全重叠，片内外数据的访问采用不同指令来区分：mov指令访问片内数据存储器，movx指令访问片外数据存储器。
（2）程序存储器（rom）与数据存储器（ram）的区分
程序存储器（rom）与数据存储器（ram）的区分在使用上是严格区分的，程序存储器只能放置程序指令及常数表格，对程序存储器中数据的访问只可以使用movc指令。而数据存储器则存放数据，片内外的操作指令分别用mov，movx进行操作。
（3）位地址空间的区域划分
片内ram中的20h～2fh的128位，以及sfr中的位地址，这些位寻址单元与位指令集构成了位处理器系统
设计人员编写的程序存放在微处理器的程序存储器中。
at89s52具有64kb程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息，程序存储器的结构如图1所示。
图1 at89s52程序存储器的结构
at89s52片内片外的程序存储器在统一逻辑空间中，地址从0000h～ffffh，共有64k字节范围。引脚接高电平时，程序从片内程序存储器0000h开始执行，即访问片内存储器。当pc值超出片内rom容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行。引脚接低电平时，迫使系统全部执行片外程序存储器0000h开始存放的程序。
2．数据存储器
at89s52 有256 字节片内数据存储器。地址为00h~ffh。这256个单元共分为两部分。其一是地址从00h~7fh单元（共128个字节）为用户数据ram。从80h~ffh地址单元（也是128个字节）为特殊寄存器（sfr）单元。高128 字节与特殊功能寄存器重叠，也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。
在00h~1fh共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个8位寄存器，均以r0~r7来命名，称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为r0~r7，利用psw的第3和第4位（rs0和rs1），即可选中这四组通用寄存器。
内部数据存储器的20h—2fh单元为位寻址区，可作为一般单元用字节寻址，也可对它们的位进行寻址，位寻址区地址如表1所示
表1 ram位寻址区地址表
3. 中断服务程序的入口地址
在程序存储区中，为中断服务程序保存了一段中断服务程序的入口地址：其中一组特殊单元是0003h—0032h，各个单元各有用途，它们被分为六段，每个段8个字节，专门留给中断服务程序使用，被称为中断矢量区。at89s52共有8个中断源，6个中断矢量，它们的定义如下表2所，
表2 中断服务程序的入口地址
4．特殊功能寄存器sfr（special? function register）
特殊功能寄存器是指有特殊用途的寄存器 *** ，也称为专用寄存器，本质上是一些具有特殊功能的片内ram单元，反映单片机的运行状态，很多功能也通过特殊功能寄存器来定义和控制程序的执行。
at89s52单片机内部高128（80～ffh）地址分配给特殊功能寄存器。这个地址空间和芯片内数据存储器的高128字节地址完全重叠，但两者在物理硬件上是完全独立的，用寻址方式来区分这个完全重叠的地址空间。使用直接寻址方式访问这个地址空间时，访问的是特殊功能寄存器；使用间接寻址方式访问这个地址空间时，访问的是数据存储器。
at89s52有32个特殊功能寄存器，它们被离散地分布在内部ram的80h～ffh地址中，这些寄存的功能已作了专门的规定，用户不能修改其结构。
5．几个注意问题
（1）地址的重叠性
单片机中的所有存储器都必须分配地址，可以寻址的地址范围为64kb，数据存储器与程序存储器都占用相同的地址。
程序存储器中片内片外0000h～0ffffh低4kb地址完全重叠，但是我们使用引脚进行区分：＝0时，选择片外，=1时，选择片内，这样就完全区分开来了。
数据存储器中片内外0000h～00ffh的256个单元地址完全重叠，片内外数据的访问采用不同指令来区分：mov指令访问片内数据存储器，movx指令访问片外数据存储器。
（2）程序存储器（rom）与数据存储器（ram）的区分
程序存储器（rom）与数据存储器（ram）的区分在使用上是严格区分的，程序存储器只能放置程序指令及常数表格，对程序存储器中数据的访问只可以使用movc指令。而数据存储器则存放数据，片内外的操作指令分别用mov，movx进行操作。
（3）位地址空间的区域划分
片内ram中的20h～2fh的128位，以及sfr中的位地址，这些位寻址单元与位指令集构成了位处理器系统
在下列四种PC机主存储器类型中,目前常用的是 _____6_____ 。
在下列四种PC机主存储器类型中,目前常用的是 _____6_____ 。
A. EDODRAM
B. SDRAM
C. RDRAM
D. DDR SDRAM
A D
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