如何设置数码管驱动字节来节省单片机ram空间

大家都知道进行单片机编程和计算机编程有个最大的差别就是单片机的资源非常的有限，并且对于大部分低端单片机而言都没有 *** 作系统。除了一些嵌入式级的芯片用了Linux系统外，其他大部分 *** 作都是比较简单的RTOS，可能还有一些简单的应用或者芯片根本不用系统，直接是裸机程序。

不过大部分单片机编程都与硬件密切的结合，这样工程师能够对当前的项目对象有更多的把控能力和理解能力。但是由于它的简单，我们平时在工作中往往需要控制一个项目的成本，对于单片机的选型和资源的评估都是非常谨慎；同样随着我们项目功能的不断扩展，也会让系统程序逐步变得庞大，这时候资源的使用就更需要节约点用了。

所以当资源受限制(一般的单片机RAM也就Kb级别),比如说单片机RAM不够了，即使你有再牛的算法可能也无法加入到项目中来，那么有些同志们会问，那换芯片不就可以了吗？我只想说这位同志你想多了，对于不怎么热卖产品或者不规范的公司可能还允许你试一试，可是一般的公司项目卡着走的，换了主控芯片，暂且不说软件上的移植工作，换了芯片成本上必定增加，产品的测试都得重新规划，老板领导可不愿意了。

那么主控芯片换不了我们还有什么办法呢？那我们应该从原本的程序中挤出资源来使用了，下面我总结了几种常总方法供大家参考。(具体内容可以网络查找)

共联体-union

union-共联体，是C语言常用的关键字。从字面上的意思就是共同联合在一起的意思，union所有的成员共同维护一段能够内存空间，其内存的大小取决于所有成员中占用空间最大的成员。

union结构体由于是共用同一片内存可以大大节省内存空间，那一般什么情况下使用union?又或者union还有什么特点？下面我将用几点为大家解答。

1)所有的union的成员及本身的地址是一样的。

2)union的存储模型受大小端的影响，我们可以通过下面的代码进行测试。(如果输出结果为1，表示小端模式，否则为大端模式)

大小端小知识

大端模式(Big_endian)：一个数据的高字节存储在低地址，低字节存储在高地址。其指针指向的首地址位于低地址。

小端模式(Little_endian)：一个数据的高字节存储在高地址，低字节存储在低地址。其指针指向的首地址位于高地址。

3)union不同于结构体struct，union对成员的改变可能会影响到其他成员变量，所以我们要形成一种互斥使用，比如说我们的顺序执行其实就是每个代码都是互斥的，所以我们可以用union进行函数处理缓存等。(个人觉得也可以认为是分时复用，并且是不会受内存初值影响的处理)

位域

位域可能对于初学者用得比较少，不过对于大部分参加工作的工程师应该屡见不鲜了，确实它也是我们省内存的神器。

因为在我们平时编程过程中，我们使用的变量与实际情况是息息相关的，就比如说开关的状态，我们一般就是0或者是1分别表示打开和关闭，那么我们用一个bit就能表示，假如说我们用一个char来存储就几乎浪费了7个bit，如果以后也有类似的的情况，那么大部分内存都得不到有效的应用。所以C语言的位域就是用来解决这个问题。

不过我们需要注意如下几点：

1)位域是在结构体中实现的，其中位域规定的长度不能超过所定义类型，且一个位域只能定义在同一个存储单元中。

2)无名位域的使用，可以看下面的代码。

3)由于位域与数据类型有关系，那么他的内存占用情况也与平台的位数相关。(相关内容可网络查找)

结构体对齐

结构体对齐问题可能大部分人关注的不是很多，可能在通讯领域进行内存的copy时候接触得比较多。结构体对齐问题也是与平台相关，CPU为了提高访问内存的效率，一次性可能读取2个字节，4个字节，8个字节等，所以编译器会自动对结构体内存进行对齐。

废话不多说，代码说明一切：

算法优化

算法优化其实主要是我们通过修改一些算法的实现一种效率与内存使用的一个平衡，我们都知道我们的算法都存在着复杂度的问题，我们大部分高效率的算法都是通过使用内存来换效率，也就是一种用空间换时间的概念。那么当我们内存使用有限的时候我们可以适当的用时间来换空间的方法，腾出更多的空间来实现更多的功能。

同样我们在进行相关设计的时候可以尽量使用局部变量来减少全局变量的使用！

概述

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

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