AVR存儲器簡介：
AVR 系列單片機內部有三種類型的被獨立編址的存儲器，它們分別爲：
1、Flash 程序存儲器（即：程序存儲空間、閃存）
2、SRAM 數據存儲器（即：動態內存）
3、EEPROM 數據存儲器
單片機採用哈弗結構，將程序存儲器和數據存儲器分開，而數據存儲器RAM通常比較小，而程序存儲器Flash空間比較大，因此就需要將佔用空間較大的不需要改變的數據放在Flash中。
比如需要單片機支持LCD顯示文字，就需要一個龐大的字體庫，可達到幾kb，這樣打的數據量放在RAM中是不合適的，只能放在Flash中。
pgmspace.h就提供了與之相關的讀寫操作。
問題導引:
編譯Arduino程序時，會提示：
項目使用了 656 字節，佔用了 (0%) 程序存儲空間。最大爲 253952 字節。
全局變量使用了9字節，(0%)的動態內存，餘留8183字節局部變量。最大爲8192字節。
而我們編譯時經常遇到的問題是：
項目使用了 4756 字節，佔用了 (15%) 程序存儲空間。最大爲 30720 字節。
全局變量使用了2246字節，(109%)的動態內存，餘留-198字節局部變量。最大爲2048字節。
沒有足夠的內存； 編譯時出錯。
【程序存儲空間】剩餘很多，而【動態內存】不足，導致無法成功寫入。這個問題往往出現在聲明瞭數據“較大”的常量特別是數組的情況下。
解決方案:
爲解決這個問題，我們可以將本來應該寫到【動態內存】的常量，寫入【程序存儲空間】，以達到節約【動態內存】空間的目的。
定義全局常量時，使用 PROGMEM 關鍵字，或使用 PROGMEM 數據類型，告訴編譯器 “ 把這個信息存到程序存儲空間 ”，而不是存到“ 動態內存 ”。
PROGMEM 關鍵字（或數據類型）使用到的庫：pgmspace.h
#include <avr/pgmspace.h>
數據定義：
const dataType variableName [] PROGMEM = {data0，data1，data3 ...};
// dataType- 任何變量類型
// variableName- 數據數組的名稱
程序存儲空間FLASH是不可改變的，因此定義時加關鍵字const 是個好的習慣。
1、作爲【全局】常量時，直接使用 PROGMEM 關鍵字即可， PROGMEM 關鍵字的位置比較隨意，但爲了Arduino早期版本的兼容性，推薦放到後面。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、作爲【局部】常量時，需要配合 static 關鍵字使用，如：
const static char flash_str[] PROGMEM = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
3、另外一種定義形式，不用 PROGMEM 關鍵字，而是直接用 PROGMEM 數據類型，如：
const prog_char flash_str[] = "Hi, I would like to tell you a bit about myself.\n"
4、字符串常量的定義
// 全局定義形式：
const char flash_str[] PROGMEM = “Hello, world!”;
// 函數內定義形式：
/* pgmspace.h提供了一個宏 PSTR 用來申明Flash中的字符串：
# define PSTR(s) ((const PROGMEM char *)(s))
所以，函數內可以採用下面的定義形式：*/
const char *flash_str = PSTR(“Hello, world!”);
// 以下爲應用示例：
const char flash_str1[] PROGMEM = “全局定義字符串”;
int main(void)
{
char *flash_str2=PSTR(“函數內定義字符串”);
printf_P(flash_str1);
printf_P(flash_str2);
}
數據讀取：
到這裏，我們的程序還不能正常工作。
因爲當你向一個函數傳遞指向Flash的指針時，它會認爲這是指向RAM的指針，從而在RAM中尋找數據，使得程序出錯。
所以還需要專門的函數來處理指向Flash的指針。
數據保存到程序存儲空間後，需要特殊的方法（函數）來讀取：
1、非數組常量的讀取方法
char ram_val; //存到 ram 內的變量
const PROGMEM flash_val = 1; // 存到 flash 內的常量
// 讀取
ram_val = pgm_read_byte( &flash_val ); // 讀 flash 常量值到 RAM 變量，參數使用【地址&】傳遞。
2、數組常量的讀取方法
char displayInt;
const char charSet [] RROGMEM = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
// 讀取
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
displayInt = pgm_read_byte(charSet + i); // 第一種方法
displayInt = pgm_read_byte(&charSet[i]); // 第二種方法
}
3、字符串複製方法
strcpy_P 函數負責從【程序存儲空間】複製一個字符串到【動態內存】緩衝區"buffer"。
注意：複製時要確保緩衝區足夠大。
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));
相關的處理函數：
// 數據讀取函數
pgm_read_byte(addr)
pgm_read_word(addr)
pgm_read_dword(addr)
pgm_read_float(addr)
pgm_read_ptr(addr)
// 字符串處理函數
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，字符串處理函數與標準處理函數一樣，只是以_P結尾，它們的功能也是一樣的。
看這一句代碼：
strcmp_P("ram item", PSTR("flash item"));
這句代碼用來比較兩個字符串，第一個字符串”ram item”是申明在RAM中的，第二個字符串”flash item”通過宏PSTR申明在Flash中。
關於使用F()宏：
通常我們都使用如下語句，進行串口輸出：
Serial.print("Write something on the Serial Monitor");
但這樣使用，每次調用時，都會先將數據保存在【動態內存】中。
當我們要輸出長的字符串時，就會佔用很多的【動態內存】空間。
使用 F() 就可以很好的解決這個問題，F() 可以將字符串輕鬆的保存在FLASH中。
Serial.print(F("Write something on the Serial Monitor that is stored in FLASH"));
關於數據讀取
1、對於Flash中數組的處理，pgmspace.h也提供了幾個宏：
pgm_read_byte(addr)
pgm_read_word(addr)
pgm_read_dword(addr)
pgm_read_float(addr)
pgm_read_ptr(add)
分別用來讀取地址addr處的1、2、4個字節和讀取浮點數。
考慮這樣一個問題，Flash中保存着若干個字符串，每個字符串的地址又以數組形式保存在Flash中，即：
const char *s1 PROGMEM = "s1";const char *s2 PROGMEM = "s2";const char* strPointer[] PROGMEM = {s1, s2};
要如何比較s1和s2呢？
首先需要讀取兩個字符串的地址，然後通過strcmp_P函數來比較字符串。
要注意，這兩個指針都是16位的，而不是8位！
所以，代碼應該是：
strcmp_P(pgm_read_word(&strPointer[0]),pgm_read_word(&strPointer[1]));
編譯器會對這樣的代碼給出一個警告，因爲pgm_read_byte()得到的是16位整形，而從函數原型中可以看到，函數需要的是指針，可以用兩種方法消除這個警告：
(1)強制類型轉換
strcmp_P(pgm_read_word((char*)&strPointer[0]), (char*)pgm_read_word(&strPointer[1]));
(2)使用另一個宏
strcmp_P(pgm_read_ptr(&strPointer[0]), pgm_read_ptr(&strPointer[1]));
2、讀取數據的問題
之前說到，指針是16位的，能尋址64kB的地址空間。
而在AVR的有些芯片上比如mega2560，Flash空間爲256kB，超過64kB的空間將如何尋址呢？
pgmspace.h提供了兩種Flash尋址的宏：
一種是採用16位地址的短地址尋址，最多尋址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)
另一種是採用32位地址的長地址尋址，最多尋址4GB空間：
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)
兩種尋址在性能上有所差別，短地址尋址速度要快很多，而且64kB也足夠使用了，因此默認使用短地址尋址：
#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)
當必須尋址超過64kB空間時，可以手動的使用長地址尋址。