HEX文件在單片機(jī)中是如何工作起來(lái)的？

通常我們寫(xiě)的單片機(jī)程序放在哪里了？ROM和RAM有什么區(qū)別？有沒(méi)有關(guān)系呢？程序又是怎么工作起來(lái)的？其實(shí)通常這些問(wèn)題對(duì)于單片機(jī)初級(jí)工程師來(lái)說(shuō)可能都是大大的問(wèn)號(hào)，好多人可能會(huì)讓單片機(jī)工作起來(lái)，比如有例程，然后根據(jù)燒錄工具的流程走一遍就覺(jué)得會(huì)用單片機(jī)了，好多人會(huì)想單片機(jī)如此簡(jiǎn)單還有什么可學(xué)的。

太多人是不學(xué)底層的工作原理，也不想。覺(jué)得那么多庫(kù)函數(shù)和例程，用起來(lái)就可以了?？墒亲约赫娴亩畣?？碰到問(wèn)題你會(huì)解決嗎？所以還是會(huì)了別人不會(huì)的才是有更多選擇的資本。

RAM：隨機(jī)存儲(chǔ)器，掉電數(shù)據(jù)會(huì)丟失，也就是會(huì)存儲(chǔ)一些臨時(shí)數(shù)據(jù)。

ROM：只讀存儲(chǔ)器，掉電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，主要存儲(chǔ)程序數(shù)據(jù)以及常量數(shù)據(jù)或需要存儲(chǔ)的變量數(shù)據(jù)

概念有了，到底是怎么工作起來(lái)的？

單片機(jī)運(yùn)行時(shí)需要調(diào)用程序或者函數(shù)時(shí)就需要讀取ROM，然后在RAM中執(zhí)行這些程序或者函數(shù)的功能，所產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)也都存在RAM，掉電后臨時(shí)數(shù)據(jù)就會(huì)丟失了。

程序經(jīng)過(guò)編譯、匯編、鏈接后生成HEX文件，然后再通過(guò)燒錄器將HEX文件燒錄到ROM中。

那么ROM是只讀存儲(chǔ)器，CPU只能從里面讀數(shù)據(jù)，而不能往里面寫(xiě)數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)依然保存在存儲(chǔ)器中。RAM是隨機(jī)存儲(chǔ)器，CPU可以從里面讀取數(shù)據(jù)也可以寫(xiě)數(shù)據(jù)，掉電不保存。

那么這里就涉及到了單片機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程了，就像我們電腦，手機(jī)這些設(shè)備開(kāi)機(jī)都需要一個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，就相當(dāng)于初始化的過(guò)程，并不是直接跑到主程序的，單片機(jī)也是一樣，這個(gè)就是啟動(dòng)流程，之后才會(huì)跑到主程序運(yùn)行的。

啟動(dòng)流程我們拿ST的一款來(lái)說(shuō)一下，其他廠家的也是大同小異的。通常，當(dāng)處理器從復(fù)位啟動(dòng)時(shí)，它首先會(huì)訪(fǎng)問(wèn) 0 地址的向量表，復(fù)位時(shí)處理器首先讀取向量表的前 2 個(gè)字，第一個(gè)字為堆棧指針 MSP 初始值；第二個(gè)字為復(fù)位向量，它表示程序執(zhí)行的起始地址。當(dāng)讀取到復(fù)位地址之后，會(huì)自動(dòng)跳到復(fù)位向量處開(kāi)始執(zhí)行程序。簡(jiǎn)單的說(shuō)上電的時(shí)候就是要從地址0x0000 0000處開(kāi)始的，那么從地址0處開(kāi)始存儲(chǔ)了一個(gè)向量表，就是我們說(shuō)的中斷向量表。換句話(huà)來(lái)講，我們寫(xiě)的代碼是在FLASH區(qū)域的，那么復(fù)位向量地址也是在FLASH區(qū)域，那么就相當(dāng)于程序跳到了FLASH存儲(chǔ)區(qū)開(kāi)始執(zhí)行代碼。

那么RAM上電數(shù)據(jù)不是人為寫(xiě)入的，就是CPU寫(xiě)入的，就是上電啟動(dòng)后CPU開(kāi)始從ROM中包含的所有程序內(nèi)容第一行代碼處開(kāi)始執(zhí)行指令的。然后為后面整個(gè)程序運(yùn)行做準(zhǔn)備，需要對(duì)RAM進(jìn)行初始化。

首先是對(duì)變量分配地址空間，有已賦初值的全局變量，就需要將初值從ROM中拷貝到RAM中。

沒(méi)有賦初值，就是隨機(jī)值。

其次設(shè)置堆棧的地址，一般我們只用到?？臻g，也就是中斷處理時(shí)的“保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)”和“恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)”的作用。

最后分配代碼中的數(shù)據(jù)段，也是從ROM中拷貝到RAM中來(lái)分配起始地址。

啟動(dòng)之后完成這些準(zhǔn)備工作就是根據(jù)不同的指令一條一條的執(zhí)行了，發(fā)生中斷的時(shí)候會(huì)根據(jù)中斷向量表找到中斷服務(wù)函數(shù)去執(zhí)行中斷，整個(gè)程序就這樣的過(guò)程跑起來(lái)了。