第07章存储器.ppt
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D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEPGMVPP151413121161098724543252123220222712764 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：0000000F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 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1000H100FH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10000000000001000000001111，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。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 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 7.4 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 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
