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：
Y1 ABC ABC ABC ABC
Y2 BC CA
Y3 ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
Y4 ABC ABD ACD BCD
作业
P147 7.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。
2）地址译码
23=8
25=32
1 A0
1 A1 1 A2
译
1 A3
码
1 A4
器
000 A5 A6 A7
译码器
位线
……
字线
A7~A0=00011111时，选中哪个单元?
[31，0]
▲ 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。
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。
N=总存储容量/一片存储容量= 256 4 =8（片） 64 2
先位扩展: 64×2RAM64×4RAM，需两片64×2RAM组成64×4RAM；
再字扩展: 64×4RAM256×4RAM，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。
类型说明 RAM EPROM E2PROM Flash memory I2C EPROM
串行EPROM
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
当片选信号 CS =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 CS =0时，芯 片被选中。若R/ W =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
◆ 存储矩阵
图
7.9
存储单元可以用二极管、双极型三极管或 MOS管构成。
结 构 图
二 极 管
ROM
◆ 地址译码器
的
◆ 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。
A1 A0 W0 W1 W2 W3 0 01 0 0 0 0 10 1 0 0 1 00 0 1 0 1 10 0 0 1
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。 解： 需用的256×4RAM芯片数为：
N=总存储容量/一片存储容量=1024 4 =4（片） 256 4
用256×4RAM组成1024×4存储器
各 ◆ 地址线的根数：本例为字扩展，扩展后为1024条字线
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。
A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 00 1 0 1 0 11 0 1 1 1 00 1 0 0 1 11 1 1 0
（2）ROM电路的工作原理
二
极
0
管
ROM
的
01
结
构
图
01 10 01 11
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
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。
3）读/写与片选控制
CS =1时：所有的I/O 端均被禁止，不能进行读或写操作。 CS =0时：相应片存储器被选中，可进行读或写操作。 R/ W =1，执行读操作，将存储单元中的数据送到输出端； R/W =0，执行写操作，将I/O端数据写入存储单元中。
R R /W
W
CS CS CS CS
片选与读写控制电路
附表：常用集成存储器 型号 6116、6164、6264 2716、2732、2764、27128、 27246、27512
2864
29BV010、29BV020、29BV040
24C00、24C01、24AA01、24LC21 24LC21A、24LC41A、24LCS61
37LV65、37LV36、37LV128
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A8 256×4 RAM
D0 D1 D2 D3 R/W CS
◆ 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。
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)
3、 RAM的扩展 1. 位扩展
( RAM的扩展分为位扩展和字扩展两种)
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 N=总存储容量÷片存储容量= 1024 8 =8(片)
1024×1RAM的片数为:
10241
◆ 各片地址线的寻址范围相同： 00 0000 0000 ~ 11 1111 1111 (000H~3FFH)
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：
片1：地址线寻址范围：0000 0000 ~ 0011 1111 → 00H ~ 3FH
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）
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
01
10
0
01
0
10
1
1
1
1
1
11111100 11111111
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。
◆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)
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:
片3：地址线寻址范围： 0100 0000B ~ 0111 1111B → 40H ~ 7FH 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）
● 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。
1
11111110
◆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；