Arduino UNO R3主处理器ATMega328P的芯片内部拥有3种存储器:数据存储器,程序存储器和电可擦写可编程存储器;它们各自有不同的用途。
1. 数据存储器
数据存储器是一块2KB大小的静态随机存储器(SRAM)。其中一部分空间分配给了通用寄存器和I/O寄存器,其余部分一般用于存储全局变量,堆栈数据和支持动态内存分配。它的存取速度快,但掉电后数据会丢失。
2. 程序存储器
程序存储器是一块32KB大小的闪存(Flash),其中0.5KB用于引导程序。它可以多次擦写,掉电后数据不会丢失,一般用于存储程序。
3. 电可擦可编程只读存储器
电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)是一块1KB大小的独立数据存储空间。它和程序存储器一样可以用于保存程序运行中的数据,但在掉电后数据不会丢失。
Arduino IDE提供了几个EEPROM的示例,eeprom_write示例将0引脚上的模拟信号转换为数字信号,并将转换结果以字节的形式保存到EEPROM中:
1 // eeprom_write.ino 2 #include <EEPROM.h> 3 4 int addr = 0; 5 6 void setup() { 7 } 8 9 void loop() { 10 int val = analogRead(0) / 4; 11 12 EEPROM.write(addr, val); 13 14 addr = addr + 1; 15 if (addr == EEPROM.length()) { 16 addr = 0; 17 } 18 19 delay(100); 20 }
和eeprom_write示例相反,eeprom_read示例将EEPROM中的数据以字节的形式读出,并打印到串口0上:
1 // eeprom_read.ino 2 #include <EEPROM.h> 3 4 int address = 0; 5 byte value; 6 7 void setup() { 8 Serial.begin(9600); 9 while (!Serial) { 10 ; 11 } 12 } 13 14 void loop() { 15 value = EEPROM.read(address); 16 17 Serial.print(address); 18 Serial.print(" "); 19 Serial.print(value, DEC); 20 Serial.println(); 21 22 address = address + 1; 23 if (address == EEPROM.length()) { 24 address = 0; 25 } 26 27 delay(500); 28 }
与EEPROM相关的Arduino库函数有:
EEPROM.write(address, val):向EEPROM指定地址写入一个字节的数据
address:指定数据写入的地址
val:写入的数据
EEPROM.read(address):从EEPROM指定地址读出一个字节的数据
address:指定数据读取的地址
函数返回读取的一个字节数据
EEPROM.length():获取EEPROM大小
函数返回EEPROM的大小
ATMega328P的EEPROM由3个寄存器控制,EEPROM地址寄存器(EEARH和EEARL)和EEPROM数据寄存器EEDR分别用于在写入或读取EEPROM时保存地址信息和数据信息。EEPROM控制寄存器EECR的结构如下图所示:
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EEPM1 |
EEPM0 |
EERIE |
EEMPE |
EEPE |
EERE |
将EEPROM主机写使能位EEMPE置1后,4个时钟周期内将EEPROM写使能位EEPE置1,就可以数据写入EEPROM的指定地址中;向EEPROM读使能位EERE写入1,则可以将EEPROM指定地址的数据读入EEDR寄存器中。
通过直接访问寄存器改写以上程序为:
1 // eeprom_write_reg.ino 2 #include <EEPROM.h> 3 4 int addr = 0; 5 void eeprom_write(int address, byte val); 6 7 void setup() { 8 } 9 10 void loop() { 11 int val = analogRead(0) / 4; 12 13 eeprom_write(addr, val); 14 15 addr = addr + 1; 16 if (addr == EEPROM.length()) { 17 addr = 0; 18 } 19 20 delay(100); 21 } 22 23 void eeprom_write(int address, byte val) { 24 while (EECR & (1 << EEPE)); 25 EEAR = address; 26 EEDR = val; 27 EECR |= (1 << EEMPE); 28 EECR |= (1 << EEPE); 29 } 30 31 // eeprom_read.ino 32 #include <EEPROM.h> 33 34 int address = 0; 35 byte value; 36 byte eeprom_read(int address); 37 38 void setup() { 39 Serial.begin(9600); 40 while (!Serial) { 41 ; 42 } 43 } 44 45 void loop() { 46 value = eeprom_read(address); 47 48 Serial.print(address); 49 Serial.print(" "); 50 Serial.print(value, DEC); 51 Serial.println(); 52 53 address = address + 1; 54 if (address == EEPROM.length()) { 55 address = 0; 56 } 57 58 delay(500); 59 } 60 61 byte eeprom_read(int address) { 62 while (EECR & (1 << EEPE)); 63 EEAR = address; 64 EECR |= (1 << EERE); 65 return EEDR; 66 }