數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

張華133929598058.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）8半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件基本要求：掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器字、位、存儲(chǔ)容量、地址等基本概念。正確理解RAM、ROM的工作原理了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元的組成及工作原理。掌握RAM、ROM的典型應(yīng)用。8半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件

只讀存儲(chǔ)器，工作時(shí)其存儲(chǔ)的內(nèi)容固定不變。且只能讀出，不能隨時(shí)寫(xiě)入。工作時(shí)，將一個(gè)給定的地址碼加到ROM的地址輸入端，便可在它的輸出端得到一個(gè)事先存入的確定數(shù)據(jù)。8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）按存貯矩陣中器件類(lèi)型

固定ROM--PROM--EPROM--FlashMemary--E2PROM--二極管ROM三極管ROMMOS管ROM按寫(xiě)入方式廠家裝入數(shù)據(jù)，永不改變用戶(hù)裝入，只可裝一次，永不改變用戶(hù)裝入，紫外線擦除用戶(hù)裝入，電可擦除高集成度，大容量，低成本,使用方便。存儲(chǔ)矩陣三態(tài)緩沖器

地址譯碼器數(shù)據(jù)輸出地址輸入

固定ROM主要由地址譯碼器、存儲(chǔ)單元矩陣和輸出緩沖器三部分組成。字線容量=字線×位線位線8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）存儲(chǔ)或矩陣字線位線二極管ROM—以4×4為例存儲(chǔ)單元譯碼與矩陣輸出緩沖器任何時(shí)刻只有一根字線為高電平。

有一種可編程序的ROM，在出廠時(shí)全部存儲(chǔ)“1”，用戶(hù)可根據(jù)需要將某些單元改寫(xiě)為“0”,但是，只能改寫(xiě)一次，稱(chēng)為PROM。字線位線熔斷絲

若將熔絲燒斷，該單元?jiǎng)t變成“0”。顯然，一旦燒斷后不能再恢復(fù)?？删幊蘎OM（PROM）8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）可擦除可編程ROM（EPROM）

當(dāng)浮柵上帶有負(fù)電荷時(shí)，則襯底表面感應(yīng)的是正電荷，這使得MOS管的開(kāi)啟電壓變高，如果給控制柵加上同樣的控制電壓，MOS管仍處于截止?fàn)顟B(tài)。SIMOS管利用浮柵是否累積有負(fù)電荷來(lái)存儲(chǔ)二值數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)單元采用N溝道疊柵管(SIMOS)。其結(jié)構(gòu)如下：寫(xiě)入數(shù)據(jù)前，浮柵不帶電荷，要想使其帶負(fù)電荷，需在漏、柵級(jí)上加足夠高的電壓25V即可。若想擦除，可用紫外線或X射線，距管子2厘米處照射15-20分鐘。

當(dāng)浮柵上沒(méi)有電荷時(shí)，給控制柵加上控制電壓，MOS管導(dǎo)通.8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）與EPROM的區(qū)別是：浮柵延長(zhǎng)區(qū)與漏區(qū)N+之間的交疊處有一個(gè)厚度約為80A(埃)的薄絕緣層。隧道MOS管E2PROM可用電擦除信息，以字為單位，速度高，可重復(fù)擦寫(xiě)1萬(wàn)次。8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）（1）用于存儲(chǔ)固定的數(shù)據(jù)、表格（2）碼制變換ROM的簡(jiǎn)單應(yīng)用（3）用戶(hù)程序的存貯（4）構(gòu)成組合邏輯電路8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）例1用ROM實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制譯碼顯示電路。8.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）m0m1m2m9……例2用ROM實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。2/4線譯碼器A1A0m0m1m2m3D0D1D2D38.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）例3電路如圖，試畫(huà)出F波形CPROM二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器Fm0m1m2m3m4m5m6m7Q0Q1Q28.1只讀存儲(chǔ)器（ROM）8.2.1RAM的結(jié)構(gòu)與工作原理*8.2.3RAM舉例8.2.2RAM存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展RAM存儲(chǔ)單元（SRAM、DRAM）RAM的基本結(jié)構(gòu)

字長(zhǎng)（位數(shù)）的擴(kuò)展

字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展8.2概述8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）

RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，在任意時(shí)刻，對(duì)任意單元可進(jìn)行存/?。矗鹤x/寫(xiě)）操作。RAM特點(diǎn):靈活－程序、數(shù)據(jù)可隨時(shí)更改；易失－斷電或電源電壓波動(dòng),會(huì)使內(nèi)容丟失。

ROM是只讀存儲(chǔ)器，在正常工作狀態(tài)只能讀出信息，不能隨時(shí)寫(xiě)入。ROM特點(diǎn)：非易失性－信息一旦寫(xiě)入，即使斷電，信息也不會(huì)丟失，具有非“易失”性特點(diǎn)。常用于存放固定信息（如程序、常數(shù)等）。編程較麻煩－需用專(zhuān)用編程器。8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）

存儲(chǔ)矩陣用于存放二進(jìn)制數(shù)，一個(gè)單元放一位，排列成矩陣形式。存儲(chǔ)矩陣讀/寫(xiě)控制電路

地址譯碼器數(shù)據(jù)輸入/輸出地址輸入控制信號(hào)輸入(CS、R/W)

讀/寫(xiě)控制電路完成對(duì)選中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)的操作。把信息存入存儲(chǔ)器的過(guò)程稱(chēng)為“寫(xiě)入”操作。反之，從存儲(chǔ)器中取出信息的過(guò)程稱(chēng)為“讀出”操作。

地址譯碼器的作用是對(duì)外部輸入的地址碼進(jìn)行譯碼，以便唯一地選擇存儲(chǔ)矩陣中的一個(gè)存儲(chǔ)單元。1.RAM的基本結(jié)構(gòu)8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）結(jié)構(gòu)與工作原理

例如：容量為256×1的存儲(chǔ)器8根列地址選擇線32根行地址選擇線32×8=256個(gè)存儲(chǔ)單元譯碼方式單譯碼雙譯碼---n位地址構(gòu)成2n

條地址線。若n=10，則有1024條地址線---將地址分成兩部分，分別由行譯碼器和列譯碼器共同譯碼其輸出為存儲(chǔ)矩陣的行列選擇線，由它們共同確定欲選擇的地址單元。若給出地址A7-A0=00100001，將選中哪個(gè)存儲(chǔ)單元讀/寫(xiě)？8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）結(jié)構(gòu)與工作原理圖8.2.5

若容量為256×4的存儲(chǔ)器，有256個(gè)字，8根地址線A7-A0，但其數(shù)據(jù)線有4根，每字4位。8根列地址選擇線32根行地址選擇線1024個(gè)存儲(chǔ)單元

若給出地址A7-A0=00011111，哪個(gè)單元的內(nèi)容可讀/寫(xiě)？

8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）結(jié)構(gòu)與工作原理1.位數(shù)（字長(zhǎng)）的擴(kuò)展D0D1

D2

D3D12D13D14D15

位擴(kuò)展可以用多片芯片并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。即地址線、讀/寫(xiě)線、片選信號(hào)對(duì)應(yīng)并聯(lián)，各芯片的I/O口作為整個(gè)RAM輸入/出數(shù)據(jù)端的一位。例1用4K×4位的RAM擴(kuò)展為4K×16位的RAM···CS┇A11A0···R/WR/WCSA0A114K×4位（1）I/O0I/O1I/O2I/O3R/WCSA0A114K×4位（4）I/O0I/O1I/O2I/O3······┇┇8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展即該芯片8K×8功能框圖2.字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展

字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展可利用外加譯碼器控制存儲(chǔ)器芯片的片選輸入端CS來(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè)某芯片的存儲(chǔ)容量為：8K×8（即8192字×8位）。數(shù)據(jù)線共有：地址線共有：13根（A12~A0）8根（D7~D0）8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展2.字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展圖8.1.10(I)(II)(III)(IV)芯片74139有效輸出端A14A13IY000IIY101IIIY210IVY311例2將8K×8位的RAM擴(kuò)展為32K×8位的RAM

8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展8.2.1集成2kB×8位RAM6116寫(xiě)入控制端片選端輸出使能端123456789181716151413121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8A9CSGNDVCCD3D2D1D0R/WRAM2114管腳圖故其容量為：1024字×4位（又稱(chēng)為1K×4）RAM2114共有10根地址線，4根數(shù)據(jù)線。8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）集成電路

該芯片是摩托羅拉公司生產(chǎn)的靜態(tài)RAM，28腳雙列直插封裝。8.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）集成電路隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）可以在任意時(shí)刻、對(duì)任意選中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行信息的存入（寫(xiě)入）或取出（讀出）操作。與只讀存儲(chǔ)器ROM相比，RAM最大的優(yōu)點(diǎn)是存取方便，使用靈活，既能不破壞地讀出所存信息，又能隨時(shí)寫(xiě)入新的內(nèi)容。其缺點(diǎn)是一旦停電，