Arduino内存架构之PROGMEM简介——神奇的F( )

ferrariyy

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在介绍PROGMEM之前先看这段代码。

编译，你会发现不可思议的事情。

这个程序没有申请任何变量，但“全局变量”居然436字节！ 

代码中注释部分数字，是到这行为止使用的Flash空间和全局变量字节数，每打印一行，全局变量会增加很多。

这是为啥？因为，所有字符串都复制到了内存一份！不像51单片机字符串属于常量，不占内存，AVR是哈弗结构，数据和代码分开放置，代码中的“数据”必须先载入到数据区，才能被程序使用。

接下来看增加的一个小改动。

细心的你一定发现，仅仅在字符串外面套了个 F( )，全局变量就完全没有增加！ 这个神秘的F( )就是告诉编译器，后面的内容给我放到PROGMEM中去，不要占用程序内存。PROGMEM就是程序存储空间（Flash），代码上传时写入的地方。

刚才说了，代码空间（Flash）不能直接访问，此处宏F起到把代码地址空间的字符，映射到程序内存空间，很简单吧。其实后面的原理真比较复杂，有兴趣可以参考这里的讨论，非常精彩。

只要玩Arduino一段时间了，你一定见过类似这样的定义。

  

想直接打印是徒劳的，Text2不在程序能访问的空间，必须通过变通的方法，最常用的方法是，先复制到普通对象中，然后再使用。

 

或者直接使用pgm_read_byte从代码空间读出字节。

如果是PROGMEM数组，那么使用起来需要强制类型转换一次，写法有点怪

写起来有点别扭，但为了节省为数不多的内存，这点开销还是值得的。

这里是字符串（程序小bug应该用byte而不是word）单字节，所以直接用地址+i偏移，如果是int(word) / long(dword)类型数据，需要偏移i*sizeof(int) or i*sizeof(long)，这也是为什么文档中大多会使用(&(string_table)) 这种怪异的写法！上面的代码也是。

上面都是在用全局变量，如果是局部变量，还要加上static修饰符，PROGMEM只能在全局变量中使用，static关键表示局部“全局”变量。

总结，存储大量字符串、数字常量或数组，请把它们放入PROGMEM（对应51的code关键字）。使用时用strcpy_P先复制出来，或者用pgm_read_byte/word/dwrod一个个读出来。如果只为显示给串口，直接在字符串两边加上宏F()即可，可能稍微多消耗几个纳秒的时间，但节省了内存！（可惜，这个方法只能在串口输出中使用，串口print/println重载了方法处理它，其它地方不能这么用。。。。）

参考：

https://www.arduino.cc/en/Reference/PROGMEM

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=91314.0