寄存器和存储器都是单片机中用来存储数据的地方,但它们在定义上有所不同。
寄存器是单片机核心组成部分之一,它是用来存放指令或数据的高速存储单元,通常位于单片机的内部,其容量较小,速度较快。
存储器,也称作内存,是用来存放程序、数据等信息的设备,其容量较大,速度较慢,一般位于单片机的外部。
作为单片机内部的一部分,寄存器的容量较小,一般只有几个字节到几十个字节不等,例如AVR系列单片机中,8位CPU的寄存器容量为32个字节;16位CPU的寄存器容量为256个字节。但是,寄存器读写速度非常快,可以完成的指令较为简单和快速。
相对于寄存器而言,存储器容量大得多,一般有几KB、几十KB,也有因应用需要而扩大到几MB的。但是,存储器的存取速度相对较慢,比寄存器要慢很多。在一些对时间要求较高的应用中,应尽量使用寄存器。
寄存器和存储器在使用上有很大的不同:
寄存器主要用来存放一些经常使用或需要高速读写数据,例如程序计数器、通用数据寄存器等。因为寄存器的数量很少,所以使用寄存器应当精心设计,避免浪费和滥用。
而存储器主要用来存储一些不经常使用或不需要高速读写的数据,例如程序、变量、常量等。由于存储器容量较大,一般不会造成资源的浪费和滥用。
在数据存储和处理方面,寄存器与存储器还有一些特点的不同:
1)寄存器比存储器更安全。由于寄存器一般位于单片机内部,与外部环境隔离,因此不会受到外界的干扰和破坏;而存储器则更容易受到外部干扰,例如较强的电磁场等,造成数据的损坏或丢失。
2)寄存器比存储器更高效。由于寄存器的容量较小,如果能合理利用寄存器,可以提高程序的运行速度,加快指令执行的速度。
3)寄存器比存储器更易于访问。由于寄存器位于单片机的内部,与 CPU 相关连,可以通过直接寄存器名来访问,不需要经过地址转换;而存储器则需要进行地址转换,会降低程序的速度。