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早期一般是將調試好的單片機程序寫入到 ROM、 EPROM 中，這種操作就像刻制光盤一樣，實在高電壓方式下寫入，PROM 是一次性寫入，存儲內部發生變化，有些線路或元件就被燒斷，不可再恢復，所以叫做燒寫，EPROM 可以使用紫外線將原來寫入的內容擦除，重新燒寫，目前大量采用 EEPROM，是可以電擦寫的存儲器。
單片機啟動時會直接運行這些芯片中的程序，完成既定的功能。
所謂燒寫，其實就是對單片機中的 rom 進行擦寫。現代工藝下，rom 已經可以進行多次擦寫，但在早期，rom 只能一次性設計好，例如早期的 PLC，把二極管上的絲燒了后就永久編碼出 1。而我們知道，單片機程序經編譯連接后傳給機器便是機器語言，簡而言之就是一大堆 1 和 0。在少些過程中，我們將燒不燒一大堆 MOS 管和 BJT 的絲或連不連上通道來表示這些 1 和 0。
燒寫的三種方式：
1. 把單片機當做一個 ROM 芯片，早期的單片機都是如此。將單片機放在通用編程上編程時，就像給 28C256 這樣的 ROM 中寫程序的過程一樣。只是不同的單片機使用的端口，編程用的時序不一樣。
2. 像 AT89S52 或 AVR 單片機一樣，在單片機上有 SPI 接口，這時用專用的下載線將程序燒寫到單片機中。這時不同的是，單片機的 CPU 除了執行單片機本身的指令之外，還能執行對 ROM 進行操作的特殊指令，如 ROM 擦除、燒寫和校驗指令。在編程 ROM 時，下載線先通過傳輸這些指令給 CPU 執行 （擦除 ROM、讀入數據、燒寫 ROM、和校驗 ROM），這樣完成對單片機的 ROM 的燒寫。此外，現在普遍使用的 JTAG 仿真器也是這樣，單片機的 CPU 能執行 JTAG 的特殊指令，完成對 ROM 的燒寫操作。
3. 引導程序，即單片機中已經存在了一個燒寫程序。啟動單片機時首先運行這程序，程序判斷端口狀態，如果符合“要燒寫 ROM”的狀態存在，就從某個端口（串口、SPI 等等）讀取數據，然后寫入到單片機的 ROM 中。如果沒有“要燒寫 ROM”的狀態，就轉到用戶的程序開始執行。像 AVR 單片機的 bootloader 方式、STC 的串口下載方式，還有其他單片機的串口編程等等都是這樣。
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