优化内存使用，提升系统性能：STM32存储器管理技术详解

# 1. STM32存储器架构概览**

STM32微控制器拥有一个分层的存储器架构，包括静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM）。SRAM 用于存储程序代码和数据，而 DRAM 用于存储大容量数据。

**静态存储器（SRAM）**

SRAM 是易失性存储器，断电后数据会丢失。它具有低功耗、高速度和低延迟的特点。STM32微控制器中的 SRAM 主要用于存储程序代码、常量和变量。

**动态存储器（DRAM）**

DRAM 也是易失性存储器，但它需要定期刷新才能保持数据。它具有高容量、低成本的特点。STM32微控制器中的 DRAM 主要用于存储大容量数据，如图像、音频和视频。

# 2. 静态存储器管理

### 2.1 存储器映射

#### 2.1.1 存储器区域划分

STM32微控制器通常具有多个存储器区域，每个区域具有不同的用途和访问权限。这些区域包括：

| 区域 | 用途 | 访问权限 |
|---|---|---|
| Flash | 程序代码和常量 | 只读 |
| SRAM | 变量、堆和栈 | 读写 |
| 外设寄存器 | 外设控制和状态 | 读写 |

#### 2.1.2 存储器映射配置

存储器映射是将物理存储器地址映射到虚拟地址空间的过程。这允许处理器以统一的方式访问不同的存储器区域。

STM32微控制器使用存储器映射寄存器（MMR）来配置存储器映射。这些寄存器控制存储器区域的起始地址、大小和访问权限。

### 2.2 数据存储

#### 2.2.1 常量和变量的存储

常量和变量存储在SRAM中。常量是程序执行期间不会改变的值，而变量是可变的值。

常量和变量的地址由链接器分配。链接器将常量放置在SRAM的低地址区域，而变量放置在高地址区域。

#### 2.2.2 数组和结构体的存储

数组和结构体也是存储在SRAM中。数组是一组具有相同数据类型的元素，而结构体是一组具有不同数据类型的成员。

数组和结构体的地址也是由链接器分配的。链接器将数组元素和结构体成员连续存储在SRAM中。

**代码块：数组存储示例**

int array[10]; // 声明一个包含 10 个 int 元素的数组

// 访问数组元素
array[0] = 10;

**逻辑分析：**

* `array` 数组被分配在 SRAM 中。
* 链接器将数组元素连续存储在 SRAM 中。
* 数组元素的地址可以通过数组索引访问。

# 3.1 堆管理

#### 3.1.1 堆分配和释放

堆是用于动态分配内存的区域，程序可以在运行时根据需要分配和释放内存块。STM32中的堆管理由`malloc()`和`free()`函数实现。

void *malloc(size_t size);
void free(void *ptr);

* `malloc()`函数分配指定大小的内存块，并返回指向该块起始地址的指针。
* `free()`函数释放先前由`ma