1 / 23

第 7 章

第 7 章. 存 储 器 (Memory). 存储器是大多数数字系统和计算机中不可缺少的部分，本章首先通过实训使读者了解电可编程只读存储器 EPROM 的使用方法，然后详细介绍 RAM 和 ROM 的种类及工作原理，最后介绍几种常用的集成存储器芯片以及存储器的具体应用。. ● 实训电路图. 0 0 0 0. 0 1 0 0. 1 0 0 0. 0 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1. 0 0 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 0 0.

dane-neal
Download Presentation

第 7 章

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第7章 存 储 器(Memory) 存储器是大多数数字系统和计算机中不可缺少的部分，本章首先通过实训使读者了解电可编程只读存储器EPROM的使用方法，然后详细介绍RAM和ROM的种类及工作原理，最后介绍几种常用的集成存储器芯片以及存储器的具体应用。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  2. ● 实训电路图 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 鹰潭职业技术学院应用工程系

  3. ◆存储器的种类 按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为RAM和ROM； RAM: Random Access Memory随机存取存储器 ROM: Read Only Memory只读存储器 随机存取存储器RAM 1、RAM结构 (存储矩阵 、地址译码、片选和读写) 1） 存储矩阵 存储器容量： 32行×32列矩阵 256×4 （字数）×（位数） 存储器单元选择： 32根行线、8根列线 鹰潭职业技术学院应用工程系 ▲ 因此，该RAM存储矩阵共需要32根行选择线X0~X31和8根列选择线Y0~Y7。

  4. A5 A6 A7 译码器 A0 A1 A2 A3 A4 …… 0 0 0 2）地址译码 23=8 位线 25=32 译 码 器 1 1 1 1 1 字线 A7~A0=00011111时，选中哪个单元? [31，0] 鹰潭职业技术学院应用工程系 ▲ 因此，该RAM存储矩阵共需要5+3根地址线A7~A0即可全部寻址。

  5. R/ =1，执行读操作，将存储单元中的数据送到输出端； R/ =0，执行写操作，将I/O端数据写入存储单元中。 3）读/写与片选控制 =1时：所有的I/O 端均被禁止，不能进行读或写操作。 =0时：相应片存储器被选中，可进行读或写操作。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  6. 片选与读写控制电路 当片选信号 =1时，三态门G1，G2，G3均为高阻态，此片未选中，不能进行读或写操作。当片选信号 =0时，芯片被选中。若R/ =1，则G3导通，G1、G2高阻态截止。此时若输入地址A7～A0为00011111，于是位于[31，0]的存储单元所存储的信息送出到 I/O端，存储器执行的是读操作；若R/ =0，则G1、G2导通，G3高阻态截止，I/O端的数据以互补的形式出现在数据线D、 上，并被存入[31，0]存储单元，存储器执行的是写操作。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  7. A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A8 256×4 RAM D0 D1 D2 D3 R/ RAM结构示意图 随机存取存储器RAM用于存放二进制信息（数据和运算的中间结果等）。它可以在任意时刻，对任意选中的存储单元进行信息的存入（写）或取出（读）的信息操作，因此称为随机存取存储器。其结构示意图如图7.2所示。 ◆ RAM的结构 随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读/写控制电路等组成，参见图7.2。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  8. 2、 RAM的存储单元 RAM的核心元件是存储矩阵中的存储单元，按工作原理分，RAM的存储单元可分为: 1. 静态存储单元(SRAM) 2. 动态存储单元DRAM SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不断电，信息是不会丢失的，所以谓之静态； DRAM利用MOS （金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，电容是会漏电的，所以必须通过不停的给电容充电来维持信息，这个充电的过程叫再生或刷新（REFRESH）。由于电容的充放电是需要相对较长的时间的，DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的优点需要较复杂的电路支持，如一个典型的SRAM的存储单元需要六个晶体管（三极管）构成，而DRAM的一个存储单元最初需要三个晶体管和一个电容，后来经过改进，就只需要一个晶体管和一个电容了。由此可见，DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  9. 3、 RAM的扩展 ( RAM的扩展分为位扩展和字扩展两种) 1. 位扩展 例7.1 试用1024×1RAM扩展成1024×8存储器。 解：扩展为1024×8存储器需要 1024×1RAM的片数为: N=总存储容量÷片存储容量= =8(片) ◆ 各片地址线的寻址范围相同： 00 0000 0000 ~ 11 1111 1111 (000H~3FFH) 鹰潭职业技术学院应用工程系

  10. 解： 需用的256×4RAM芯片数为： N=总存储容量/一片存储容量= =4（片） 2. 字扩展 字数若增加，地址线需要做相应的增加，下面举例说明。 例7.2 试用256×4RAM扩展成1024×4存储器。 鹰潭职业技术学院应用工程系 用256×4RAM组成1024×4存储器

  11. 各片地址范围的确定 ◆地址线的根数：本例为字扩展，扩展后为1024条字线（210），寻址1K时的地址线需为十条。增加的地址线经过译码后接到各片的片选端 ◆片1寻址范围:00 0000 0000B ~ 00 1111 1111B (000H~0FFH) ◆片2寻址范围:01 0000 0000B ~ 01 1111 1111B (100H~1FFH) ◆片3寻址范围:10 0000 0000B ~ 10 1111 1111B (100H~1FFH) ◆片4寻址范围:11 0000 0000B ~ 11 1111 1111B (100H~1FFH) 鹰潭职业技术学院应用工程系

  12. 3. 字位同时扩展 例7.3 试把64×2RAM扩展为256×4存储器 解 256×4RAM需64×2RAM的芯片数为: N=总存储容量/一片存储容量= =8（片） 先位扩展: 64×2RAM64×4RAM，需两片64×2RAM组成64×4RAM； 再字扩展: 64×4RAM256×4RAM，需4片64×4RAM组成256×4RAM； 字数由64扩展为256，地址线由原来的6条A5～A0扩展为8条A7～A0。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  13. 鹰潭职业技术学院应用工程系

  14. 片1：地址线寻址范围：0000 0000 ~ 0011 1111 → 00H ~ 3FH 片3：地址线寻址范围： 0100 0000B ~ 0111 1111B → 40H ~ 7FH 片2：地址线寻址范围： 0000 0000 ~ 0011 1111 → 00H ~ 3FH （片1、2的数据线不同，片1为I/O1和I/O2 ，片2为I/O3和I/O4） 片4：地址线寻址范围： 0100 0000B ~ 0111 1111B → 40H ~ 7FH （片3、4的数据线不同，片3为I/O1和I/O2，片4为I/O3和I/O4） 各片地址范围的确定 ◆ 地址线的根数：本例为字位扩展，由256条字线（28）应需8根地址线。 ◆ 各片地址线的寻址范围： 鹰潭职业技术学院应用工程系

  15. ● 把256×2RAM扩展成512×4的RAM，画出电路图并说明各片的地址范围。 解： 本题属于字位扩展，512×4的RAM需4片256×2RAM。 各片的地址范围为 片1 0 0000 0000-0 1111 1111 写成十六进制 000-0FFH 片2 0 0000 0000-0 1111 1111B → 000-0FFH 片3 1 0000 0000-1 1111 1111B → 100-1FFH 鹰潭职业技术学院应用工程系 片4 1 0000 0000-1 1111 1111B → 100-1FFH

  16. 只读存储器 ROM (Read Only Memory ) 掩膜ROM：这种ROM在制造时就把需要存储的信息用电路结构固定下来，用户使用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。 可编程ROM（PROM）：PROM存储的数据是由用户按自己的需求写入的，但只能写一次，一经写入就不能更改。 可改写ROM（EPROM、E2PROM、Flash Memory）：这类ROM由用户写入数据（程序），当需要变动时还可以修改，使用较灵活。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  17. 附表：常用集成存储器 鹰潭职业技术学院应用工程系

  18. 1. 掩膜ROM 又称固定ROM，生产厂利用掩膜技术把信息写入存储器中。按使用的器件可分为二极管ROM、双极型三极管ROM和MOS管ROM三种类型。在这里主要介绍二极管掩膜ROM。 （1）ROM电路的结构 图7.9 二极管ROM的结构图 ◆ 存储矩阵 存储单元可以用二极管、双极型三极管或MOS管构成。 ◆ 地址译码器 ◆ 输出缓冲器 输出缓冲器的作用有两个，一是能提高存储器的带负载能力，二是实现对输出状态的三态控制，以便与系统的总线连接。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  19. （2）ROM电路的工作原理 二极管 ROM的结构图 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 鹰潭职业技术学院应用工程系

  20. 2. 可编程PROM 可编程PROM在封装出厂前，存储单元中的内容全为“1”（或全为“0”），用户可根据需要进行一次性编程处理，将某些单元的内容改为“0”（或“1”）。图7.10是PROM的一种存储单元,它由三极管和熔丝组成,在存储矩阵的所有存储单元都是这种结构。出厂前，所有存储单元的熔丝都是通的，存储内容全为“1”。用户在使用前进行一次性编程，例如，若想使某单元的存储内容为“0”，只需选中该单元后，再在VCC端加上电脉冲，使熔丝通过足够大的电流，把熔丝烧断即可。熔丝一旦烧断将无法接上，也就是一旦写成“0”后就无法再重写成“1”了。因此PROM只能编程一次，使用起来很不方便。可改写ROM（EPROM）则克服了这一缺点。 图7.10 鹰潭职业技术学院应用工程系

  21. 3. 紫外线可擦除EPROM EPROM的另外一种广泛使用的存储器。EPROM可以根据用户要求写入信息，从而长期使用。当不需要原有信息时，也可以擦除后重写。若要擦去所写入的内容，可用EPROM擦除器产生的强紫外线，对EPROM照射20分钟左右，使全部存储单元恢复“1”，以便用户重新编写。 常用的EPROM2716、2732、…27512，即标号为27××××的芯片都是EPROM。实训中使用的2764就属于这一类型。 4. E2PROM E2PROM是近年来被广泛重视的一种只读存储器，它称为电擦除可编程只读存储器，又可写为EEPROM。其主要特点是能在应用系统中进行在线改写，并能在断电的情况下保存数据而不需保护电源。特别是最近的+5V电擦除E2PROM，通常不需单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除，使用非常方便。28××××系列的芯片都是E2PROM。 鹰潭职业技术学院应用工程系

  22. 存储器的应用一、二 1.存储数据、程序 2.实现逻辑函数 例7.4 试用ROM实现下列各函数： 鹰潭职业技术学院应用工程系

  23. 作 业 P147 7.3 7.2 鹰潭职业技术学院应用工程系

More Related