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STC系列单片机中的出现的术语常识ROM、PROM、EPROM、

EEPROM、FlashROM；SPI;SRAM;PCA

了解STC系列单片机知识时碰到一些电子方面术语常识，ROM、PROM、EPROM、

EEPROM、FlashROM；SPI;SRAM;PCA。

ROM指的是“只读存储器”，即Read-OnlyMemory。这是一种线路最简单半

导体电路，通过掩模工艺，一次性制造，其中的代码与数据将永久保存(除非坏

掉)，不能进行修改。这玩意一般在大批量生产时才会被用的，优点是成本低、

非常低，但是其风险比较大，在产品设计时，如果调试不彻底，很容易造成几千

片的费片，行内话叫“掩砸了”！

PROM指的是“可编程只读存储器”既ProgrammableRed-OnlyMemory。这

样的产品只允许写入一次，所以也被称为“一次可编程只读存储器”(OneTime

ProgarmmingROM，OTP-ROM)。PROM在出厂时，存储的内容全为1，用户可以根

据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户

可以将其中的部分单元写入1)，以实现对其“编程”的目的。PROM的典型产品

是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些单元，则可以给这些单元通以足够

大的电流，并维持一定的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位

的效果。另外一类经典的PROM为使用“肖特基二极管”的PROM，出厂时，其中

的二极管处于反向截止状态，还是用大电流的方法将反相电压加在“肖特基二极

管”，造成其永久性击穿即可。

EPROM指的是“可擦写可编程只读存储器”，即ErasableProgrammable

Read-OnlyMemory。它的特点是具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程，但

是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别，其封

装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使

用黑色不干胶纸盖住，以防止遭到阳光直射。

EEPROM指的是“电可擦除可编程只读存储器”，即ElectricallyErasable

ProgrammableRead-OnlyMemory。它的最大优点是可直接用电信号擦除，也可

用电信号写入。EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂,耗费的门电路过多，

且重编程时间比较长，同时其有效重编程次数也比较低。DRAM(（DynamicRAM），

动态随机存储器。需要用恒电流以保存信息，一断电，信息即丢失。其接口多为

72线的SIMM类型。虽然它的刷新频率每秒钟可达几百次，但是由于它采用同一

电路来存取数据，所以存取时间有一定的间隔，导致了它的存取速度不是很快。

在386、486时期被普遍应用。)断电后存在其中的数据会丢失，而EEPROM断电

后存在其中的数据不会丢失。另外，EEPROM可以清楚存储数据和再编程。

Flashmemory指的是“闪存”，所谓“闪存”，它也是一种非易失性的内

存，属于EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每个区块

的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)，而EEPROM则可以一次只擦除一

个字节(Byte)。目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，

便于进行程序的升级。其另外一大应用领域是用来作为硬盘的替代品，具有抗震、

速度快、无噪声、耗电低的优点，但是将其用来取代RAM就显得不合适，因为

RAM需要能够按字节改写，而FlashROM做不到。

rialperipheralinterface(SPI):在计算机中，串行外围接口(SPI)

是一种允许在两种设备(一个称master另一个称slave)之间进行串行(每次一位)

数据交换的接口。SPI以全双工模式工作，这意味着，数据可同时双向传输。SPI

最常用于中央处理单元(CPU)跟外围设备之间的通信系统，也可能使用SPI连接

两个微处理。

相比并行接口，串行接口具有某些优势，最大的优势在于其简单布线，另外，

串行接口电缆可长于并行接口电缆，因为电缆中导体之间的串绕小得多。

许多种设备可通过SPI控制，包括移位寄存器、存储芯片、扩展器、显示驱

动器、数据转换器、打印机、数据存储设备、感应器以及微处理器。数据在电缆

上串行传输，输入到移位寄存器，并通过并行处理传输到各个子系统。

PCA可编程计数器阵列(ProgramableCounterArray),

一PCA概述

PCA就是一个定时器（计数器），和一般定时器原理相似：当PCA被使能则

PCA由初值开始定周期累加，然后读取PCA的值。我们通常的做法是比较PCA是

否等于我们提前设定的定时标志寄存器的值，如果相等，则定时时间到。PCA也

是这样，不过PCA已经给我们准备好了定时标志寄存器，也已经做好了比较机制，

不再需要我们在程序中添加比较语句。

PCA是一个16位定时器，它有5个定时标志寄存器（CCAPnH+CCAPnL，n=0，

1，2，3，4），把PCA划分成5个定时模块，这5个模块分别有一个单片机引脚

与之对应。与标准的定时器/计数器相比，PCA对CPU的干扰小，定时更精确，

减少了软件设计。

二PCA相关寄存器

1．CMOD:PCA模式选择寄存器

位76543210

值CIDLWDTE---CPS1CPS0ECF

CIDL：0-单片机空闲模式PCA工作；1-单片机空闲模式PCA不工作

WDTE：0-定时模块4禁用看门狗；1-定时模块4启用看门狗

CPS1，CPS0：PCA定时频率选择位（具体请看DATASHEET）

ECF：1-使CF为1时会产生中断

2．CCON：PCA控制寄存器

位76543210

值CFCR-CCF4CCF3CCF2CCF1CCF0

CF：PCA定时2BYTE溢出标志，当CF变高时，PCA会产生溢出中断，CF位必须

软件清零，前提是ECF对CF使能

CR：PCA启停位，0-停止PCA计数，1-启动PCA计数

CCFn(n=0,1,2,3,4)：当PCA某个模块检测到PCA定时器的值和自己的定时标志

寄存器的值相等时，对应的CCFn会被硬件置位，CCFn必须软件清零，前提是

对应的MAT对CCF使能

3．CCAPMn：PCA比较模式选择寄存器(n=0,1,2,3,4)

位76543210

值-ECOMCAPPCAPNMATTOGPWMECCF

ECOM：0-关闭比较功能；1-打开比较功能

CAPP：1-PCA的下降沿捕捉定时器的值

CAPN：1-PCA的上升沿捕捉定时器的值（当CAPP和CAPN都为1时，上升沿和下

降沿都捕捉）

MAT：1-使能定时时间与定时标志寄存器相等时CCF由硬件置位的功能

TOG：1-使能定时时间与定时标志寄存器相等时，该模块对应的管脚输出高电平

的功能

PWM：1-脉宽调制功能打开；0-脉宽调制功能关闭

ECCF：1-使当CCF=1时可以产生中断

4．CCAPnH,CCAPnL(n=0,1,2,3,4)：PCA定时标志寄存器

5．CH，CL：PCA定时寄存器

6．CEXn(n=0,1,2,3,4)：与各模块相关的单片机引脚

三PCA基本功能

PCA基本功能有5种：捕捉功能、16位软件定时器功能、高速输出功能、脉冲宽

度调制功能PWM和看门狗功能，其中看门狗功能只有模块4支持，具体说明如下：

1．捕捉功能：

选择方法：ECCF=1

功能介绍：当给所用模块相应的管脚改变时，PCA会将当前定时器中的值捕捉到

用户的定时标志寄存器中，捕捉后该模块的CCFn会被硬件置位，同时产生中断。

2．16位软件定时器功能：

选择方法：ECOM=1；ECCF=1；MAT=1

功能介绍：定时器值和定时标志寄存器的值相等时会有中断产生

3．高速输出功能：

选择方法：ECOM=1；TOG=1；MAT=1ECCF=1

功能介绍：定时器值和定时标志寄存器的值相等时该模块相应的管脚上有触发产

生（高电平）。

4．脉冲宽度调制功能：

选择方法：ECOM=1；PWM=1

功能介绍：此功能通过比较定时器的低字节和定时标志寄存器的低字节来在模块

相应的管脚上输出PWM调制电平，当CL=CCAPnL

时，输出值为高。

5．看门狗功能

选择方法：ECOM=1；MAT=1；TOG=1；WDTE=1

功能介绍：定时器值和定时标志寄存器的值相等时，看门狗产生复位。用户可以

周期性改变CCAP4H和CCAP4L防止定时器值和定时标志寄存器的值相等，从而防

止复位。此功能只有模块4可以使用。

PWM（PulWidthModulation，脉宽调制）是利用微处理器的数字输出

来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率

控制与变换的许多领域中。随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包

括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，PWM

码是一种脉宽调制码，它的组成为9MS高电平和4MS低电平引导脉冲，16位系

统识别码，8位数据正码和8位数据反码。

RAM有两大类

1)静态RAM（StaticRAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，

但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

2)动态RAM（DynamicRAM/DRAM），DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，

不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算

机内存就是DRAM的。

DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR

RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等。其中DDRRAM（Double-Date-RateRAM）也

称作DDRSDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以

在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内

存，在很多高端的显卡上，也配备了高速DDRRAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加

速卡的像素渲染能力。

RAM工作原理

SRAM利用寄存器来存储信息，所以一旦掉电，资料就会全部丢失，只要供电，它的资料

就会一直存在，不需要动态刷新，所以叫静态随机存储器。

DRAM利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息，一个DRAM的存储单元存储的是0还

是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，由于栅极漏电，

代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这样会造成数据丢失，因此需要一个额外

设电路进行内存刷新操作。刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则

认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，藉此

来保持数据的连续性。这也是DRAM中的D(Dynamic动态)的意思。由于DRAM只使用一

个MOS管来存信息，所以集成度可以很高，容量能够做的很大。SDRAM比它多了一个与

CPU时钟同步。

RAM又可分为SRAM（StaticRAM/静态存储器）和DRAM（DynamicRAM/动态

存储器）。SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不掉电，信息是不会丢失的。

DRAM是利用MOS（金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的

给电容充电来维持信息，所以DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。SRAM

速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地

方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM

慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，

计算机内存就是DRAM的。

而通常人们所说的SDRAM是DRAM的一种，它是同步动态存储器，利用一个单一的系

统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设

计、提供高速的数据传输。在嵌入式系统中经常使用。