1、C第7章 数字电子技术 第第7章章 存储器存储器 实训实训 EPROM7 的固化与擦除的固化与擦除 71 概述概述 72 存储器的种类存储器的种类 73 存储器的应用存储器的应用 74 常用存储器常用存储器IC简介简介 本章小结本章小结 习题习题7 返回主目录返回主目录C第7章 数字电子技术第第 7 章存储器章存储器 实训实训7 EPROM的固化与擦除的固化与擦除 1 实训目的实训目的 (1）掌握EPROM 2764的基本工作原理和使用方法。(2）学会使用ALL07编程器对EPROM进行数据的存入。(3）弄懂EPROM擦除的工作过程。C第7章 数字电子技术 2 实训设备和器件实训设备和器件 实
2、训设备：80386电脑、ALL07编程器、紫外线擦除器、直流电源、示波器、单脉冲发生器各一台。实训器件：EPROM 2764一片、74LS161一片、发光二极管8个、510 电阻8个、导线若干、面包板一块。3 实训电路图实训电路图 实训电路图如图7.1所示。C第7章 数字电子技术图 7.1 实训 7 电路图 74LS16171029P0P1P2P3Q0Q1Q2Q3TCCEPCETCLKPEMR1 5V3456单脉冲发生器D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEPGMVPP151413121161098724543252123220222
3、712764 5V161112131517181912345678 5V510C第7章 数字电子技术 4 实训步骤与要求实训步骤与要求 1）插入芯片 在编程器中插入2764并固定，注意芯片一定要按照编程器上的标识插在正确的位置。打开编程器的电源开关。2）进入EPROM编程软件 打开计算机，执行ACCESS命令，即可进入编程程序，选择“EPROM”，执行EPROM的操作程序，进入到下一个界面，选择生产厂家和芯片型号。其中芯片的编程电压是一个重要的参数。所选择芯片的编程电压必须和所使用的2764的编程电压相同，一般有21 V，12.5 V和25 V几种。C第7章 数字电子技术 3）检查2764的内
4、容 选好合适的芯片类型并回车后，就进入到编程界面，在此选择“M”和“T”也可以修改芯片的生产厂家和类型。键入“B”，可以检查2764的内容是否为空（BLANK CHECK）。检查后若显示“OK”，则说明2764的存储内容为空，可以进行步骤4）。否则说明2764中有信息，不能写入，需要擦除后再进行写入操作。擦除操作见步骤6）。C第7章 数字电子技术 4）向2764写入内容 键入“4”，执行编辑缓冲器操作（EDIT BUFFER），回车后出现编辑界面。在该界面下可以显示2764的所有存储单元00001FFF的内容，未写入时全为1。可以根据自己的需要在相应的单元写入内容。为了测试写入以下内容：000
5、0000F单元：FE FF FC FF F8 FF F0 FF E0 FF C0FF 80FF 00 FF 1000100F单元：FE FF FD FF FB FF F7 FF EF FF DF FFBF FF 7F FF 其他单元的内容不变，全为FF。这里0F代表十六制数。C第7章 数字电子技术 5）2764内容测试 按照图7.1连接线路，接好电源，注意一定不要接错线。然后按照以下步骤进行测试：（1）2764的2脚接地。根据单脉冲发生器产生的脉冲可以看到，电路中的发光二极管的点亮规律为：1亮；全灭；1、2亮；全灭；1、2、3亮；全灭；，全亮；全灭，16个脉冲后又重新按照上述规律循环。C第7章
6、 数字电子技术 （2）2764的2脚接+5V。根据单脉冲发生器产生的脉冲可以看到，电路中的发光二极管的点亮规律为：1亮；全灭；2亮；全灭；3亮；全灭；，8亮；全灭，8个发光二极管依次点亮，16个脉冲后又重新按照上述规律循环。C第7章 数字电子技术 6）擦除2764中的内容并测试 取下电路中的2764，放进紫外线擦除器中，设定10min左右的定时时间，插上电源，开始对2764中的内容进行擦除。擦除结束，重复步骤1），2），3），可以看到2764中的内容为空。再插入实训电路中，所有发光二极管均不会点亮。C第7章 数字电子技术 5 实训总结与分析实训总结与分析 （1）74LS161是一个 4 位二进
7、制计数器，它的工作原理已在前面有关章节进行了介绍。2764是一个8 K8的存储器，共有8 K个字节，每个字节8位。有A0A12共13根地址线。当A0A12从0 0000 0000 00001 1111 1111 1111变化时，对应于0000H1FFFH（H表示十六进制）单元，每个单元8位。2764的每个单元写入内容后，通过地址线选中某单元，可读出其中的8位信息。C第7章 数字电子技术 （2）分析步骤4）所写入的内容。在0000H单元写入的内容为11111110（FEH）。当读出该单元内容时，由实训电路可知，1发光二极管的负极接低电平，因此1发光二极管点亮。对0000H000FH和1000H1
8、00FH单元，按照同样的方法分析，可以得出其点亮规律。（3）对于步骤5）的第（1）种情况，A12和A4A11都接地，当74LS161对脉冲计数时，2764的A0A3地址线状态按照00001111的规律循环，因此依次选中2764的单元为00000000000000000000001111，C第7章 数字电子技术 即2764的0000H000FH单元，所以按照步骤5）的第（1）种规律点亮。（4）对于步骤5）的第（2）种情况，A12接Vcc，A4A11仍然接地，当74LS161对脉冲计数时，使2764的A0A3地址线状态按00001111的规律循环，因此依次选中2764的单元为10000000000
9、001000000001111，即2764的1000H100FH单元，所以按照步骤5）的第（2）种规律点亮。C第7章 数字电子技术 （5）将EPROM中的内容擦除后，所有单元都为1，即所有单元的内容全部都为FFH。再将2764接入实训电路中，由于发光二极管负极接的都是高电平，所以均不亮。由以上分析可知，EPROM是一种可改写的只读存储器，通过地址线的选择，可选中相应的存储单元并读出其中数据，同时也观察到EPROM的数据是可以通过紫外线擦除，并重新写入的。C第7章 数字电子技术7.1概述概述 在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。
10、若干位二进制信息（例如实训中所使用的2764就是8位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节。实训中2764能够存储8 K个字节，其存储容量为8 K8=64 KB。“2764”中的“64”就代表了存储器芯片的容量。C第7章 数字电子技术72 存储器的种类存储器的种类 721 随机存取存储器RAM 722 ROMC第7章 数字电子技术7.2存储器的种类存储器的种类 按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM；RAM按刷新方式可分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM；ROM按数据输入方式可分为掩膜ROM、可编程PROM和EPROM等。C第7章
11、数字电子技术 7.2.1 随机存取存储器随机存取存储器RAM 随机存取存储器RAM用于存放二进制信息（数据、程序指令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。C第7章 数字电子技术图 7.2 RAM结构示意图 地址码地 址译码器存储矩阵（若干单元）输入输出控制电路输入/输出片选 读/写控制C第7章 数字电子技术 1.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，见图7.2所示。1）存储矩阵 该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每个存
12、储单元可存放一位二进制信息。为了存取方便，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干行和若干行若干列例如，一个容量为2564（256个字，每个字4位）的存储器，共有1 024个存储单元，这些单元可排成如图7.3所示的32行32列的矩阵。C第7章 数字电子技术图 7.3车RAM存储矩阵 32根行选择线Y0Y1Y7X0X1X2X3X318根列选择线C第7章 数字电子技术 员图7.3中，每行有32个存储单元（圆圈代表存储单元），每4个存储单元为一个字，因此每行可存储8个字称为8个字列。每根行选择线选中一行，每根列选择线选中一个字列。因此，该RAM存储矩阵共需要32根行选择线和8根列选择线。2）地址译码
13、器 由上所述，一片RAM由若干个字组成（每个字由若干位组成，例如4位、8位、16位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的。C第7章 数字电子技术 为了区别不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写操作时，便可以按照地址选择欲访问的单元。地址的选择是通过地址译码器来实现的。在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和列译码器译码。例如，上述的2564 RAM的存储矩阵，256个字需要8根地址线（A7A0）区分（28=256）。C第7章 数字电子技术 其中地址码的低5位A4A0作为行译码输入，产生25=32根行选择线，地址
14、码的高3位A7A5用于列译码，产生23=8根列选择线。只有当行选择线和列选择线都被选中的单元，才能被访问。例如，若输入地址A7A0为00011111时，位于X31和Y0交叉处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。C第7章 数字电子技术 3）读/写与片选控制 数字系统中的RAM一般由多片组成，而系统每次读写时，只选中其中的一片（或几片）进行读写，因此在每片RAM上均加有片选信号线 。只有该信号有效 =0）时，RAM才被选中，可以对其进行读写操作，否则该芯片不工作。某芯片被选中后，该芯片执行读还是写操作由读写信号 控制。图7.4所示为片选与读写控制电路 CSCS_WRC第7章 数字电子技术图 7
15、.4 片选与读写控制电路I/O1EN&G1G2G3G4G5CSR/WDD1EN1EN&C第7章 数字电子技术 当片选信号 =1时，三态门G1，G2，G3均为高阻态,中不能进行读或写操作。当片选信号 =0时，芯片被选中。若 =1，则G3导通，G1、G2高阻态截止。此时若输入地址A7A0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 =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。CSCS_WR_WR_DC第7章 数字电子技术 2.RAM的存储单元的存储单元
16、RAM的核心元件是存储矩阵中的存储单元。按工作原理分，RAM的存储单元可分为静态存储单元和动态存储单元。1）静态存储单元(SRAM)图7.5是六管CMOS静态存储单元。图中CMOS反相器V1，V2和CMOS反相器V3，V4交叉反馈构成基本RS触发器，用于存储一位二进制信息。C第7章 数字电子技术图 7.5 六管CMOS静态存储单元Xi（行选择线）存储单元位线数据线DD位线Yj列选择线VjV jV3V1V2V4V6VggVddV5C第7章 数字电子技术 V5，V6管是由行线Xi控制的门控管，控制触发器与位线的接通与断开。上述 6 只MOS管构成了一个静态存储单元，故称为六管静态存储单元。另外，图
17、中还画出了该单元所在列线Yj的列控制门Vj,Vj。它控制该列位线与D、的通断，因为Vj,Vj属列内各单元公用，故不计入存储单元的器件数目。_DC第7章 数字电子技术 采用六管CMOS静态存储单元的常用静态RAM芯片有6116（2 K8）、6264（8 K8），62256（32 K8）等。这些芯片由于采用了CMOS，故它的静态功耗极小。当它们的片选端加入无效电平时，立即进入微功耗保持数据状态，这时只需2V的电源电压，540 uA的电流，就可以保存原存数据不丢失。因此在交流电源断电时，可以用小型锂电池供电，以长期保存所存储的信息，从而弥补了其他半导体存储器断电后信息消失的缺点。C第7章 数字电子技
18、术 六管NMOS静态存储单元的电路结构与图7.5基本相同，只是两个反相器均改为NMOS反相器采用NMOS静态存储单元的常用静态RAM芯片有2114（1 K4）、2128（2 K8）等。NMOS静态RAM功耗极大，而且无法实施断电保护。2）动态存储单元DRAM RAM动态存储单元，是利用MOS管栅极电容的暂存作用来存储信息的，考虑电容器上的电荷不可避免地因漏电等因素而损失，为保持原存储信息不变，需要不间断地对存储信息的电容定时地进行充电（也称刷新）。C第7章 数字电子技术 动态RAM 8118是采用三管动态存储单元的一种,它的存储容量为16 K1位。动态存储单元比静态存储单元所用元件少、集成度高
19、，适用于大容量存储器。静态存储单元虽然使用元件多，集成度低，但不需要刷新电路，使用方便，适用于小容量存储器。C第7章 数字电子技术 随着新技术的开发，目前静态存储单元的集成度已大大提高，再加上采用CMOS，功耗和速度指标得以改善而倍受用户青睐。现在用的64 K静态RAM，每片功耗只有10 mW，其维持功耗可低至15 nW,完全可用电池作后备电源，构成不挥发存储器。C第7章 数字电子技术 3 RAM的扩展的扩展 一片RAM的存储容量是一定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往不能满足存储容量的需要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存储器容量，从而达到要求。RAM的扩展分为位扩展和字扩展
20、两种。C第7章 数字电子技术 1）位扩展 RAM的地址线为n条，则该片RAM就有2n个字，若只需要扩展位数不需扩展字数时，说明字数满足了要求，即地址线不用增加。扩展位数，只需把若干位数相同的RAM芯片地址线共用，线共用，片选 线共用，每个RAM的I/O端并行输出，即实现了位扩展。_WRCSC第7章 数字电子技术 例 7.1 试用1 0241 RAM扩展成1 0248存储器。解 扩展为10248存储器需要10241 RAM的片数为 N=8（片）只要把 8 片RAM的十位地址线并联在一起,线并联在一起,片选 线也并联在一起,每片RAM的I/O端并行输出到10248存储器的I/O端作为数据线I/O0
21、I/O7，即实现了位扩展，连接图如图7.6所示。总存储量一片存储量1102481024CS_WRC第7章 数字电子技术图 7.6 用1 0241 RAM组成1 0248存储器 RAM1A0R/WA1A9CSI/O RAM2A0R/WA1A9CSI/O RAM8A0R/WA1A9CSI/OCSR/WI/O0I/O1I/O7A9A1A0C第7章 数字电子技术 2）字扩展 在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，需要字扩展。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2564 RAM扩展成1 0244存储器。解 需用的2564 RAM芯片数为 N=4（片）总存储量一片存储量
22、425641024C第7章 数字电子技术 4片芯片的I/O线、线并联在一起使用。各芯片的8位地址线A7A0 也都并联在一起。因为字数扩展4倍，故应增加两位高位地址线A8、A9，可以通过外加译码器控制芯片的片选输入端 来实现。增加的地址线A8、A9与译码器的输入相连，译码器的低电平输出分别接到4片RAM的片选输入端 。当A9A8A7A0为00000000000011111111时，芯片1的 =0被选中，可以对该片的256个字进行读写操作；_WRCSCSCSC第7章 数字电子技术 当A9A8A7A0为01000000000111111111时，芯片2的 =0被选中，可以对该片的256个字进行读写操
23、作；当A9A8A7A0为10000000001011111111时，芯片3的 =0被选中，可以对该片进行读写操作；当0000001111111111时，芯片4的 =0被选中，可以对该片进行读写操作，电路连接图如图7.7所示。CSCSCSC第7章 数字电子技术图 7.7 用2564 RAM组成10244存储器 256A0A1A7CSI/O1R/WI/O2I/O3I/O4R/WA7A1A0I/O1I/O2I/O3I/O4译码器A9A8 256A0A1A7CSI/O1R/WI/O2I/O3I/O4 256A0A1A7CSI/O1R/WI/O2I/O3I/O4 256A0A1A7CSI/O1R/WI/
24、O2I/O3I/O4C第7章 数字电子技术 3)RAM的字位同时扩展 例 7.3试把642 RAM扩展为2564存储器。解2564 RAM需642 RAM的芯片数为 N=8（片）对于字、位同时扩展的RAM，一般先进行位扩展后再进行字扩展。先将642 RAM扩展为644 RAM，此位数增加了 1 倍，需两片642 RAM组成644 RAM；总存储器容量一片存储器容量2644256C第7章 数字电子技术字数由64扩展为256，即字数扩展了4倍，故应增加两位地址线。通过译码器产生4个相应的低电平分别去连接4组644 RAM的片选端 。这样2564 RAM的地址线由原来的6条A5A0扩展为8条A7A0
25、。电路连接图如图7.8所示。C第7章 数字电子技术图 7.8 642 RAM组成2564存储器 642 (1)A0A1A5CSI/O1R/WI/O2R/WA5A1A0I/O1I/O2I/O3I/O4译码器A7A6 642 (2)A0A1A5CSI/O3R/WI/O4 642 (3)A0A1A5CSI/O1R/WI/O2 642 (4)A0A1A5CSI/O3R/WI/O4 642 (5)A0A1A5CSI/O1R/WI/O2R/WA5A1A0I/O1I/O2I/O3I/O4 642 (6)A0A1A5CSI/O3R/WI/O4 642 (7)A0A1A5CSI/O1R/WI/O2 642 (8
26、)A0A1A5CSI/O3R/WI/O4C第7章 数字电子技术 7.2.2 ROM 前面讨论的随机存取存储器，无论是静态的还是动态的，当电源断电时，存储的信息便消失，具有易失性。而在计算机中，有一些信息需要长期存放，例如常数表、函数、固定程序、表格和字符等，因此需要一种存储器来长期保存信息，只读存储器ROM就是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能读出其中存储单元的信息，但不能写入，C第7章 数字电子技术 断电后不丢失存储内容，故称只读存储器ROM（ReadOnly Memory）。实训中使用的2764就是一种ROM，其内容一旦写入就不会丢失，除非使用紫外线照射。只读存储器可分为以下几类
27、：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，使用中用户不能更改其存储内容，所以又称固定存储器。C第7章 数字电子技术 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、FlashMemory）：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。根据逻辑电路的特点，ROM属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），存储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以采用一些简单的逻辑门。C第7章 数字电子技术 1.掩膜掩膜ROM 掩膜ROM，又称固定
28、ROM，这种ROM在制造时，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。图7.9(a)是44的二极管掩膜ROM，它由地址译码器、存储矩阵和输出电路 3 部分组成。C第7章 数字电子技术 地址译码器采用单译码方式，其输出为 4 条字选择线W0W3。当输入一组地址，相应的一条字线输出高电平。存储矩阵由16个存储单元组成，每个十字交叉点代表一个存储单元，交叉处有二极管的单元，表示存储数据为“1”，无二极管的单元表示存储数据为“0”。输出电路由 4 个驱动器组成，四条位线经驱动器由D3D0输出。C第7
29、章 数字电子技术 例如，当输入地址码A1A0=10时，字线W2=1，其余字选择线为0，W2字线上的高电平通过接有二极管的位线使D0、D3为1，其他位线与W2字线相交处没有二极管，所以输出D3D2D1D0=1001，根据图7.9的二极管存储矩阵，可列出对应的真值表如表7.1。所示这种ROM的存储矩阵可采用如图7.9(b)所示的简化画法。有二极管的交叉点画有实心点，无二极管的交叉点不画点。C第7章 数字电子技术 显然，ROM并不能记忆前一时刻的输入信息，因此只是用门电路来实现组合逻辑关系。实际上，图7.9(a)的存矩矩阵和电阻R组成了 4 个二极管或门，以D2为例，为例二极管或门电路如图7.9(c
30、)所示，D2=W0+W1，因此属于组合逻辑电路。用于存储矩阵的或门阵列也可由双极型或MOS型三极管构成，在这里就不再赘述，其工作原理与二极管ROM相同。C第7章 数字电子技术图79 44 二极管掩膜ROMA0A1W0W1W2W31111驱动器RD3D2D1D0存储矩阵输出电路W0W1W2W31111D3D2D1D0W0W1W2W3D2译码器(a)(b)(c)C第7章 数字电子技术表表71 二极管存储器矩阵的真值表二极管存储器矩阵的真值表 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1C第7章 数字电子技术 2.
31、可编程可编程PROM 可编程PROM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。存储矩阵中的所有存储单元都具有这种结构。出厂前，所有存储单元的熔丝都是通的，存储内容全为“1”。C第7章 数字电子技术图 7.10 一种PROM存储单元WiECYj一种PROM存储单元C第7章 数字电子技术 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EC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
32、，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。C第7章 数字电子技术 3.紫外线可擦除紫外线可擦除EPROM EPROM是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EPROM有2716、2732 27512等，即型号以27打头的芯片都是EPROM。实训中使用的2764就属于这一类型。C第7章 数字电
33、子技术 4.E2PROM E2PROM是近年来被广泛使用的一种只读存储器，被称为电擦除可编程只读存储器，有时也写作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+5 V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。以28打头的系列芯片都是E2PROM。C第7章 数字电子技术 5.Flash Memory 闪速存储器Flash Memory又称快速擦写存储器或快闪存储器，是由Intel公司首先发明，近年来较为流行的一种新型半导体存储器件。它在断电的情况下信息可以保留，在不加电的情况，信息可以保存10
34、年，可以在线进行擦除和改写。Flash Memory是在E2PROM上发展起来的，属于E2PROM类型，其编程方法和E2PROM类似，但Flash Memory不能按字节擦除。C第7章 数字电子技术 Flash Memory既具有ROM非易失性的优点，又具有存取速度快、可读可写，具有集成度高、价格低、耗电省的优点，目前已被广泛使用。Flash Memory的型号也以28打头。6 串行串行E2PROM 上述介绍的存储器都是并行的，每块芯片都需要若干根地址总线和8位的数据总线。为了节省总线的引线数目，可以采用串行总线的E2PROM，即不同于传统存储器的串行E2PROM芯片。C第7章 数字电子技术
35、对于二线制总线E2PROM，它用于需要I2C总线的应用中，目前较多的应用在单片机的设计中。器件型号以24或85打头的芯片都是二线制I2C串行E2PROM。其基本的总线操作端只有两根：串行时钟端SCL和串行数据/地址端SDA。在SDA端根据I2C总线协议串行传输地址信号和数据信号。串行E2PROM的优点是引线数目大大减少，目前已被广泛使用。C第7章 数字电子技术7.3 存储器的应用存储器的应用 存储器用于存放二进制信息（数据、程序指令、运算的中间结果等），同时还可以实现代码的转换、函数运算、时序控制以及实现各种波形的信号发生器等。1.存储数据、程序存储数据、程序 在单片机系统中，都含有一定单元的
36、程序存储器ROM（用于存放编好的程序和表格常数）和数据存储器RAM图7.11是以EPROM 2716作为外部程序存储器的单片机系统。图7.12是用6116组成的单片机外部数据存储器。C第7章 数字电子技术图 7.11 单片机系统的外部程序存储器（用2716）锁存器A8A10EPROMA0A7D0D72716OECE38888051P2.0P2.2ALEP0.0P0.7PSENC第7章 数字电子技术图 7.12 单片机系统的外部数据存储器（用6116）P2.0 P2.2ALE锁存器P0.0 P0.73888P3.6P3.78051A8 A10A0 A7I/O0 76116OEWECEC第7章 数
37、字电子技术 2.ROM实现逻辑函数实现逻辑函数 ROM除用作存储器外，还可以用来实现各种组合逻辑函数。若把ROM的n位地址端作为逻辑函数的输入变量，则ROM的n位地址译码器的输出，是由输入变量组成的2n个最小项，而存储矩阵是把有关的最小项相或后输出，即获得输出函数。例 7.4 用PROM组成一个码制变换器把 4 位二进制码转换成格雷码，如表7.2所示。C第7章 数字电子技术 表表7.2 4位二进制自然码 输 入 格 雷 码 输 出 存储器 B3 B2 B1 B0 G1 G2 G1 G0 WI 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1
38、 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0W0W1W2W3W4W5W6W7W8C第7章 数字电子技术 续表（续表（2）4位二进制自然码 输 入 格 雷 码 输 出 存储器 B3 B2 B1 B0 G1 G2 G1 G0 WI 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 W9W1
39、0W11W12W13W14W15C第7章 数字电子技术 解把表中的B3、B2、B1、B0定义为地址输入量，格雷码G3、G2、G1、G0定为输出量，存储矩阵的内容由具体的格雷码决定，则该PROM的容量为164。按表7.2给定的输出值对可编程的存储矩阵进行编程，烧断应该存“0”的单元中的熔丝。例如B3B2B1B0=0010时，字线W2为高电平，输出为G3G2G1G0=0011，故应保留W2和G1G0交叉点上的熔丝“”，C第7章 数字电子技术 烧掉W2和G3G2交叉点上的熔丝点。根据这种方法，实现如图7.13所示的PROM编程图，这也是表7.2的一种熔丝图表示。从上述例子看出，用PROM能够实现任何
40、与或标准式的组合逻辑函数。方法非常简单，只要列出该函数的真值表，使其有关的最小项相或，即可直接画出存储矩阵的编程图。C第7章 数字电子技术图 7.13 ROM实现码制转换1B31B21B11B0&W0W1W2W3W4&W5&W6&W7&W8&W9&W10&W11&W12&W13&W14&W151111G3G2G1G0C第7章 数字电子技术 3.用用ROM（2716）实现的信号发生器）实现的信号发生器 将各种复杂的电压波形，例如三角波、正弦波等数据存入2716，然后再周期性的顺序取出某一波形的数据，就可获得这种波形。下面以三角波为例说明其实现方法。三角波如图7.14所示。在图中我们取256个值代
41、表波形的变化情况。在水平方向的256个点顺序取值，按照二进制送入EPROM 2716（2K8位）的地址端A0A7，地址译码器的输出为256个；垂直方向的取值也转换成二进制数。C第7章 数字电子技术 由于2716是8位的，所以要将其转换成8位二进制数。将这256个二进制数通过用户编程的方法，写入对应的存储单元，如表7.3所示。将2716的高三位地址A8A9A10取为0，则该三角波占用的地址空间为 000 0000 0000000 1111 1111，共256个。C第7章 数字电子技术图 7.14 三角波0 1 2 3127 128 129253 254 25542246254252254(0)C
42、第7章 数字电子技术 表表 7.3 三角波存储表三角波存储表 十 进 制 数 二 进 制 数 A10A9A0 存储单元内容 D7D6D001232532542550 000 0000 0000 000 0000 0001 000 0000 0010 000 0000 1011 000 1111 1101 000 1111 1110 000 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0100 0000 0110 0000 0110 0000 0100 0000 0010 0000 0000C第7章 数字电子技术 三角波发生器的电路图如图7.
43、15所示。2716的低8位地址码A0A7，由两片T1161构成的8位二进制计数器提供,使该地址码按自然数的顺序，从0变到255，然后再从0开始，不断循环。同时，与其对应的三角波函数值也就顺序地从D0D7输出，并不断循环。在经过数字/模拟转换器（参见第9章）后，即可在u0端获得周期性重复的三角波。图中A8A9A10分别通过开关S1、S2、S3接地。改变开关的通断，可以得到8个不同的地址空间。若在这8个空间分别写入8种波形的数据，则可显示8种不同的波。C第7章 数字电子技术图 7.15 波形发生器电路图2716A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10D0D1D2D3D4D5D6D712345
44、678T1161QDQCQBQACT1922232421DAC121820171615141311109uOT1161QDQCQBQACTCPS1S2S35VC第7章 数字电子技术7.4常用存储器常用存储器IC简介简介 在集成电路中，有多种类型的RAM和ROM。它们主要在存储容量、工作方式和编程电压等方面有所不同，其他方面基本相同。本节主要介绍常用的随机存取存储器6116和可编程EPROM 2764集成电路。C第7章 数字电子技术 1.6116芯片芯片 6116是一种典型的CMOS静态RAM,其引脚如图7.16所示。图中A0A10是11条地址输入线，D0D7是数据输入/输出端。显然，6116可
45、存储的字数为211=2 048（2 K）字长为8位，其容量为2 048字8位/字=16 384位；为片选端，低电平有效；为输出使能端，低电平有效；为读/写控制端。电路采用标准的24脚双列直插式封装，电源电压为5 V，输入、输出电平与TTL兼容OEC第7章 数字电子技术图 7.16 6116引脚图61161012345678911 121324 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14VCCA8A9WE OE A10CE D7D6D5D4D3GNDD2D1D0A1A2A3A4A5A6A7A0C第7章 数字电子技术图 7.17 2764引脚图D0D1D2D3D4D5D6D7
46、A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEPGMVPP61098724543252123220222711611121315171819C第7章 数字电子技术 6116有 3 种工作方式：（1）写入方式。当 =0，=1，=0时，数据线D0D7上的容存入A0A10相应的单元。（2）读出方式。当 =0，=0，=1时，A0A10相应单元的内容输出到数据线D0D7。（3）低功耗维持方式。当 =1时，芯片进入这种工作方式，此时器件电流仅20 A左右，为系统断电时用电池保持RAM内容提供了可能性。CEOEWECEOEWECEC第7章 数字电子技术 2.EPROM 2764芯片简介芯
47、片简介 2716（2 K8位）、2732（32 K8位）、27512（64 K8位）等EPROM集成芯片，除存储容量和编程高电压等参数不同外，其他参数基本相同。2764是一个8 K8位的紫外线可擦除可编程ROM集成电路。其引脚图如图7.17所示。2764共有213个存储单元，存储容量为8 K8位。2764有13根地址线A0A12，8根数据线D0D7，3 条控制线 、和 ，以及编程电压VPP、电源VCC和地GND等。764有5种工作方式，如表7.4所示。CEOEPGMC第7章 数字电子技术表表 7.4 EPROM 2764的工作方式的工作方式 操作方式 控 制 输 入 VPP VCC 功 能编程
48、写入 0 1 0 25v 5vD0D7上的内容存入对应的单元读出数据 0 0 1 5 v 5vA0A12 对应单元的内容输出到 低功能维持 1 5v 5v D0D7 成高阻态编程校验 0 0 1 25v 5v数据读出编程禁止 1 25 v 5vD0D7 成高阻态CEOEPGMC第7章 数字电子技术表表 7.5 常用集成存储器常用集成存储器 型 号 类 型 说 明 6116、6114、6264 RAM2716、2732、2764、27128 27264 、27512 286429BV010、29BV020、29BV040 24C00、24C01、24AA01、24LC2124LC21A、24LC
49、41A、24LCS61 37LV65、37LV36、37LV128 EPROM E2PROM Flash memory I2C EPROM 串行EPROMC第7章 数字电子技术 存储器是现代数字系统中重要的组成部分，主要分为RAM和ROM两大类。RAM是随机存取存储器，其存储的信息随电源断电而消失，因而是一种易失性的读写存储器。其存储单元主要有静态和动态两大类，静态RAM的信息可以长久保持，而动态RAM必须定期刷新。ROM是一种非易失性的存储器，它存储的是固定信息，只能被读出，常见的有固定ROM、PROM、EPROM、EEPROM等，而EPROM、EEPROM更为常见。本章小结本章小结C第7章
50、 数字电子技术习题习题7 7.1 RAM 2114（1 0244位）的存储矩阵为6464，它的地址线、行选择线、列选择线、输入/输出数据线各是多少？7.2 现有容量为2568 RAM一片，试回答：（1）该片RAM共有多少个存储单元？（2）RAM共有多少个字？字长多少位？（3）该片RAM共有多少条地址线？（4）访问该片RAM时，每次会选中多少个存储单元？C第7章 数字电子技术 7.3 试用2114（1 0244）扩展成1 0248的RAM，画出连接图。7.4 把2564 RAM扩展成1 0244的RAM，说明各片的地址范围。7.5 把2562 RAM扩展成5124的RAM，说明各片的地址范围。7
