单片机C语言程序设计与数据存储：EEPROM、Flash存储器使用详解

# 1. 单片机C语言程序设计概述**

单片机C语言程序设计是基于C语言的，是一种专用于单片机开发的编程语言。它集成了C语言的特性，同时又针对单片机资源受限的特点进行了优化，具有代码紧凑、执行效率高、可移植性好等优点。

单片机C语言程序设计的基本语法与C语言类似，但由于单片机资源有限，在使用时需要考虑代码大小和执行速度的优化。例如，在变量声明时应优先使用局部变量，在函数调用时应尽量避免递归调用。

此外，单片机C语言程序设计还涉及到单片机硬件寄存器、中断处理、定时器使用等方面的知识。通过对这些知识的掌握，可以编写出高效、稳定的单片机程序。

# 2. EEPROM存储器原理与应用

### 2.1 EEPROM存储器特性与结构

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种非易失性存储器，其特点是可以在电气编程下擦除和重写。与传统ROM不同，EEPROM允许用户在系统运行时修改其存储内容。

EEPROM由一个由浮栅晶体管组成的阵列组成。每个晶体管代表一个存储单元，存储一个比特的信息。浮栅晶体管的栅极与源极和漏极之间绝缘，并通过隧道效应进行编程。

### 2.2 EEPROM读写操作

#### 2.2.1 EEPROM读操作

EEPROM的读操作是一个非破坏性操作，不会改变存储单元的内容。当向EEPROM单元施加读取电压时，浮栅上的电荷会影响源极和漏极之间的电流流。通过检测电流流，可以确定存储单元中存储的比特值。

#### 2.2.2 EEPROM写操作

EEPROM的写操作是一个两步过程，包括擦除和编程。

**擦除：**
1. 向EEPROM单元施加高电压（通常为12V）
2. 浮栅上的电荷被清除，将存储单元重置为逻辑0

**编程：**
1. 向EEPROM单元施加较低电压（通常为5V）
2. 浮栅上积累电荷，将存储单元编程为逻辑1

### 2.3 EEPROM在单片机中的应用实例

EEPROM广泛应用于单片机中，用于存储各种数据，包括：

- 配置参数
- 校准数据
- 用户偏好
- 日志数据

以下是一个使用EEPROM存储配置参数的示例代码：

#include <EEPROM.h>

void setup() {
  // 读取EEPROM中的配置参数
  int brightness = EEPROM.read(0);
  int contrast = EEPROM.read(1);

  // 使用配置参数初始化显示器
  setDisplayBrightness(brightness);
  setDisplayContrast(contrast);
}

void loop() {
  // ...
}

在这个示例中，`brightness`和`contrast`变量从EEPROM中读取，并用于初始化显示器。

# 3. Flash存储器原理与应用**