在Arduino运行硬件环境中，RAM（SRAM）往往不会很大，我们不应该用这些宝贵的资源存放不太常用常量数据或者对读取速度要求不高的常量数据，另外还有一些数据体量比较大，比如字符点阵之类的，也不太可能存到RAM中，所以我们需要把这些数据可以存到FLASH中。
AVR存储器简介：
AVR 系列单片机内部有三种类型的被独立编址的存储器，它们分别为：
1、Flash 程序存储器（即：程序存储空间、闪存）
2、SRAM 数据存储器（即：动态内存）
3、EEPROM 数据存储器
单片机采用哈弗结构，将程序存储器和数据存储器分开，而数据存储器RAM通常比较小，而程序存储器Flash空间比较大，因此就需要将占用空间较大的不需要改变的数据放在Flash中。
比如需要单片机支持LCD显示文字，就需要一个庞大的字体库，可达到几kb，这么大的数据量放在RAM中是不合适的，只能放在Flash中。
pgmspace.h就提供了与之相关的读写操作。
问题导引:
编译Arduino程序时，会提示：
1. 项目使用了 656 字节，占用了 (0%) 程序存储空间。最大为 253952 字节。
2. 全局变量使用了9字节，(0%)的动态内存，余留8183字节局部变量。最大为8192字节。
而我们编译时经常遇到的问题是：
1. 项目使用了 4756 字节，占用了 (15%) 程序存储空间。最大为 30720 字节。
2. 全局变量使用了2246字节，(109%)的动态内存，余留-198字节局部变量。最大为2048字节。
3. 没有足够的内存； 编译时出错。
【程序存储空间】剩余很多，而【动态内存】不足，导致无法成功写入。这个问题往往出现在声明了数据“较大”的常量特别是数组的情况下。
解决方案:
为解决这个问题，我们可以将本来应该写到【动态内存】的常量，写入【程序存储空间】，以达到节约【动态内存】空间的目的。
定义全局常量时，使用 PROGMEM 关键字，或使用 PROGMEM 数据类型，告诉编译器 “ 把这个信息存到程序存储空间 ”，而不是存到“ 动态内存 ”。
PROGMEM 关键字（或数据类型）使用到的库：pgmspace.h
#include <avr/pgmspace.h>
数据定义：
1.const dataType variableName [] PROGMEM = {data0，data1，data3 ...};
2.// dataType- 任何变量类型
3. variableName- 数据数组的名称
程序存储空间FLASH是不可改变的，因此定义时加关键字const 是个好的习惯。
1、作为【全局】常量时，直接使用 PROGMEM 关键字即可， PROGMEM 关键字的位置比较随意，但为了Arduino早期版本的兼容性，推荐放到后面。如：
const char str1[] PROGMEM = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
const PROGMEM char str2[] = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
PROGMEM const char str3[] = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
2、作为【局部】常量时，需要配合 static 关键字使用，如：
const static char flash_str[] PROGMEM = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
3、另外一种定义形式，不用 PROGMEM 关键字，而是直接用 PROGMEM 数据类型，如：
const prog_char flash_str[] = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
4、字符串常量的定义
// 全局定义形式：
const char flash_str[] PROGMEM = “Hello, world!”;
// 函数内定义形式：
/* pgmspace.h提供了一个宏 PSTR 用来申明Flash中的字符串：
# define PSTR(s) ((const PROGMEM char *)(s))
所以，函数内可以采用下面的定义形式：*/
const char *flash_str = PSTR(“Hello, world!”);
// 以下为应用示例：
const char flash_str1[] PROGMEM = “全局定义字符串”;
int main(void)
{
char *flash_str2=PSTR(“函数内定义字符串”);
printf_P(flash_str1);
printf_P(flash_str2);
}
数据读取：
到这里，我们的程序还不能正常工作。
因为当你向一个函数传递指向Flash的指针时，它会认为这是指向RAM的指针，从而在RAM中寻找数据，使得程序出错。
所以还需要专门的函数来处理指向Flash的指针。
数据保存到程序存储空间后，需要特殊的方法（函数）来读取：
1、非数组常量的读取方法
char ram_val; //存到 ram 内的变量
const PROGMEM flash_val = 1; // 存到 flash 内的常量
// 读取
ram_val = pgm_read_byte( &flash_val ); // 读 flash 常量值到 RAM 变量，参数使用【地址&】传递。
2、数组常量的读取方法
char displayInt;
const char charSet [] RROGMEM = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
// 读取
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
displayInt = pgm_read_byte(charSet + i); // 第一种方法
displayInt = pgm_read_byte(&charSet[i]); // 第二种方法
}
3、字符串复制方法
strcpy_P 函数负责从【程序存储空间】复制一个字符串到【动态内存】缓冲区"buffer"。
注意：复制时要确保缓冲区足够大。
char buffer[30];
// 方式一
strcpy_P(buffer,PSTR("dGltQuY29t\r\n"));
// 方式二
const char string_0[] PROGMEM = "This is a String";
strcpy_P(buffer, (char *)pgm_read_word(&string_0));
相关的处理函数：
// 数据读取函数
pgm_read_byte(addr)
pgm_read_word(addr)
pgm_read_dword(addr)
pgm_read_float(addr)
pgm_read_ptr(addr)
// 字符串处理函数
void *memcpy_P(void *, const void *, size_t);
char *strcat_P(char *, const char *);
int strcmp_P(const char *, const char *)；
char *strcpy_P(char *, const char *);
可以看到，字符串处理函数与标准处理函数一样，只是以_P结尾，它们的功能也是一样的。
看这一句代码：
strcmp_P("ram item", PSTR("flash item"));
这句代码用来比较两个字符串，第一个字符串”ram item”是申明在RAM中的，第二个字符串”flash item”通过宏PSTR申明在Flash中。
关于使用F()宏：
通常我们都使用如下语句，进行串口输出：
Serial.print("Write something on the Serial Monitor");
但这样使用，每次调用时，都会先将数据保存在【动态内存】中。
当我们要输出长的字符串时，就会占用很多的【动态内存】空间。
使用 F() 就可以很好的解决这个问题，F() 可以将字符串轻松的保存在FLASH中。
Serial.print(F("Write something on the Serial Monitor that is stored in FLASH"));
关于数据读取
1、对于Flash中数组的处理，pgmspace.h也提供了几个宏：
pgm_read_byte(addr)
pgm_read_word(addr)
pgm_read_dword(addr)
pgm_read_float(addr)
pgm_read_ptr(add)
分别用来读取地址addr处的1、2、4个字节和读取浮点数。
考虑这样一个问题，Flash中保存着若干个字符串，每个字符串的地址又以数组形式保存在Flash中，即：
const char *s1 PROGMEM = "s1";const char *s2 PROGMEM = "s2";const char* strPointer[] PROGMEM = {s1, s2};
要如何比较s1和s2呢？
首先需要读取两个字符串的地址，然后通过strcmp_P函数来比较字符串。
要注意，这两个指针都是16位的，而不是8位！
所以，代码应该是：
strcmp_P(pgm_read_word(&strPointer[0]),pgm_read_word(&strPointer[1]));
编译器会对这样的代码给出一个警告，因为pgm_read_byte()得到的是16位整形，而从函数原型中可以看到，函数需要的是指针，可以用两种方法消除这个警告：
(1)强制类型转换
strcmp_P(pgm_read_word((char*)&strPointer[0]), (char*)pgm_read_word(&strPointer[1]));
(2)使用另一个宏
strcmp_P(pgm_read_ptr(&strPointer[0]), pgm_read_ptr(&strPointer[1]));
2、读取数据的问题
之前说到，指针是16位的，能寻址64kB的地址空间。
而在AVR的有些芯片上比如mega2560，Flash空间为256kB，超过64kB的空间将如何寻址呢？
pgmspace.h提供了两种Flash寻址的宏：
一种是采用16位地址的短地址寻址，最多寻址64kB：
pgm_read_byte_near(address_short)
pgm_read_word_near(address_short)
pgm_read_dword_near(address_short)
pgm_read_float_near(address_short)
pgm_read_ptr_near(address_short)
另一种是采用32位地址的长地址寻址，最多寻址4GB空间：
pgm_read_byte_far(address_short)
pgm_read_word_far(address_short)
pgm_read_dword_far(address_short)
pgm_read_float_far(address_short)
pgm_read_ptr_faraddress_short)
两种寻址在性能上有所差别，短地址寻址速度要快很多，而且64kB也足够使用了，因此默认使用短地址寻址：
#define pgm_read_byte(address_short) pgm_read_byte_near(address_short)
#define pgm_read_word(address_short) pgm_read_word_near(address_short)
#define pgm_read_dword(address_short) pgm_read_dword_near(address_short)
#define pgm_read_float(address_short) pgm_read_float_near(address_short)
#define pgm_read_ptr(address_short) pgm_read_ptr_near(address_short)
当必须寻址超过64kB空间时，可以手动的使用长地址寻址。
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