HEX文件在單片機(jī)中是如何工作起來的？

通常我們寫的單片機(jī)程序放在哪里了？ROM和RAM有什么區(qū)別？有沒有關(guān)系呢？程序又是怎么工作起來的？其實通常這些問題對于單片機(jī)初級工程師來說可能都是大大的問號，好多人可能會讓單片機(jī)工作起來，比如有例程，然后根據(jù)燒錄工具的流程走一遍就覺得會用單片機(jī)了，好多人會想單片機(jī)如此簡單還有什么可學(xué)的。

太多人是不學(xué)底層的工作原理，也不想。覺得那么多庫函數(shù)和例程，用起來就可以了。可是自己真的懂嗎？碰到問題你會解決嗎？所以還是會了別人不會的才是有更多選擇的資本。

RAM：隨機(jī)存儲器，掉電數(shù)據(jù)會丟失，也就是會存儲一些臨時數(shù)據(jù)。

ROM：只讀存儲器，掉電數(shù)據(jù)不會丟失，主要存儲程序數(shù)據(jù)以及常量數(shù)據(jù)或需要存儲的變量數(shù)據(jù)

概念有了，到底是怎么工作起來的？

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

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

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

那么這里就涉及到了單片機(jī)啟動的過程了，就像我們電腦，手機(jī)這些設(shè)備開機(jī)都需要一個啟動過程，就相當(dāng)于初始化的過程，并不是直接跑到主程序的，單片機(jī)也是一樣，這個就是啟動流程，之后才會跑到主程序運行的。

啟動流程我們拿ST的一款來說一下，其他廠家的也是大同小異的。通常，當(dāng)處理器從復(fù)位啟動時，它首先會訪問 0 地址的向量表，復(fù)位時處理器首先讀取向量表的前 2 個字，第一個字為堆棧指針 MSP 初始值；第二個字為復(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，會自動跳到復(fù)位向量處開始執(zhí)行程序。簡單的說上電的時候就是要從地址0x0000 0000處開始的，那么從地址0處開始存儲了一個向量表，就是我們說的中斷向量表。換句話來講，我們寫的代碼是在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存儲區(qū)開始執(zhí)行代碼。

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

首先是對變量分配地址空間，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，也就是中斷處理時的“保護(hù)現(xiàn)場”和“恢復(fù)現(xiàn)場”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中來分配起始地址。

啟動之后完成這些準(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)生中斷的時候會根據(jù)中斷向量表找到中斷服務(wù)函數(shù)去執(zhí)行中斷，整個程序就這樣的過程跑起來了。