單片機第05章_半導體存儲器及其應用(2005)課件

1、5.1 5.1 半導體存儲器的分類半導體存儲器的分類1.1. 存儲器中的信息可讀可寫，但失電后會丟失信息。存儲器中的信息可讀可寫，但失電后會丟失信息。1)1)雙極型：由雙極型：由TTLTTL電路組成基本存儲單元，存取速度快電路組成基本存儲單元，存取速度快, ,功耗高。功耗高。2)MOS2)MOS型：由型：由CMOSCMOS電路組成基本存儲單元，集成度高、功耗低。電路組成基本存儲單元，集成度高、功耗低。(a) SRAM(a) SRAM：靜態(tài)：靜態(tài)RAMRAM。 存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，狀態(tài)穩(wěn)定，帶電信息可長期保存，存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，狀態(tài)穩(wěn)定，帶電信息可長期保存，不需要定時刷新，存儲器的

2、控制信號簡單，工作速度快，集不需要定時刷新，存儲器的控制信號簡單，工作速度快，集成度低，適合單片機用。成度低，適合單片機用。(b) DRAM(b) DRAM：動態(tài)：動態(tài)RAMRAM。 使用電容作存儲元件，集成度高，反應快，需要刷新使用電容作存儲元件，集成度高，反應快，需要刷新電路，控制信號復雜電路，控制信號復雜。SRAMSRAM：靜態(tài)：靜態(tài)RAMRAM。存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，帶電信息可長期保存。存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，帶電信息可長期保存。存儲機理：存儲機理： 用觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)用觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)表示表示11和和00。 圖中由圖中由T1T1、T2T2兩個兩個MOSMOS管交管交叉耦

3、合組成觸發(fā)器。叉耦合組成觸發(fā)器。1 1、MOSMOS靜態(tài)存儲元靜態(tài)存儲元(1)(1)組成組成T1T1、T2T2管管 ： 觸發(fā)器存儲單元工作管觸發(fā)器存儲單元工作管T3T3、T4T4管管 ： 負載管負載管T5T5、T6T6、T7T7、T8 T8 管管 ： 控制管或開門管控制管或開門管 寫寫1:1:在在I/OI/O端輸入高電位端輸入高電位, ,在在I/OI/O非端輸入低電位，并開非端輸入低電位，并開啟啟T5T5、T6T6、T7T7、T8T8，迫使，迫使T1T1截截止，止，T2T2導通，從而將導通，從而將11寫入寫入存儲元。存儲元。 寫寫0 0：在：在I/OI/O端輸入低電位端輸入低電位, ,在在I/

4、OI/O非端輸入高電位，并開非端輸入高電位，并開啟啟T5T5、T6T6、T7T7、T8T8，迫使，迫使T2T2截截止，止，T1T1導通，從而將導通，從而將00寫入寫入存儲元。存儲元。(2)(2)工作原理工作原理 “ “1”1”態(tài)態(tài) : A: A點為高電位，點為高電位，B B點為低電位點為低電位 “ “0”0”態(tài)態(tài) : B: B點為高電位，點為高電位，A A點為低電位點為低電位讀出：讀出： X ,Y X ,Y 地址譯碼線同時加地址譯碼線同時加高電位高電位,T5,T5、T6T6、T7T7、T8T8導通，導通，A ,B A ,B 兩點與位線接通，存儲兩點與位線接通，存儲元的信息被送到元的信息被送到I

5、/OI/O與與I/OI/O線線上，再經讀出放大器輸出信上，再經讀出放大器輸出信號。號。(2)(2)工作原理工作原理 “ “1”1”態(tài)態(tài) : A: A點為高電位，點為高電位，B B點為低電位點為低電位 “ “0”0”態(tài)態(tài) : B: B點為高電位，點為高電位，A A點為低電位點為低電位 工作時，工作時，ROMROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入入( (固化信息固化信息) )，失電后可保持信息不丟失。，失電后可保持信息不丟失。1)1)掩膜掩膜ROMROM：不可改寫不可改寫ROMROM 由生產芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用由生產芯片的廠家固化信息。在最后一道工

6、序用掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。2)2)PROMPROM：可編程可編程ROMROM 用戶可進行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，用戶可進行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，當加入寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永久寫當加入寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永久寫入，不可再次改寫。入，不可再次改寫。 只讀存儲器（只讀存儲器（ROMROM）1.1.掩膜掩膜ROMROM：不可改寫不可改寫ROMROM 工作時，工作時，ROMROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入( (固化固化信息信息) )，失電后可保持信息不丟失。，失電后可保持信息

7、不丟失。工作原理工作原理對于對于A0-A9A0-A9的某一的某一地址碼，有且只有一個地址碼，有且只有一個字被選中，與該字線有字被選中，與該字線有管子連接的位，其輸出管子連接的位，其輸出為低，否則為高。為低，否則為高。 由生產芯片的廠家由生產芯片的廠家固化信息。在最后一道固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫入信工序用掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。息，用戶只可讀。PROMPROM：可編程可編程ROMROM 用戶可進行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，當加入用戶可進行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，當加入寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永久寫入，不可再次改寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永久寫

8、入，不可再次改寫。寫。、熔絲型的組成：、熔絲型的組成： 由鎳鉻熔絲等組成由鎳鉻熔絲等組成、熔絲型的編程寫入、熔絲型的編程寫入出廠時，所有位均為出廠時，所有位均為“”編程寫入：用過電流將要寫編程寫入：用過電流將要寫 “ “” ” 的位的熔絲熔斷。的位的熔絲熔斷。、“讀讀”工作原理工作原理 字線被選中，有字線被選中，有( (無無) )熔絲的位熔絲的位，其輸出為，其輸出為“0”(“1”)0”(“1”)。3)3)EPROMEPROM：可擦除可擦除PROMPROM 用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某些存儲單元的些存儲單元的PNPN結表面形成浮動柵，實現信息結表面形成

9、浮動柵，實現信息寫入。用紫外線照射可驅散浮動柵，原有信息寫入。用紫外線照射可驅散浮動柵，原有信息全部擦除，便可再次改寫（見全部擦除，便可再次改寫（見P109)P109)。 編程寫入編程寫入 漏極和源極加高電壓漏極和源極加高電壓(25V,12.5V)，單片機編程輸入端，單片機編程輸入端加加50ms正脈沖，使高能電子擊穿正脈沖，使高能電子擊穿SiO2層而注入浮柵中，高壓去除層而注入浮柵中，高壓去除后，電子一直保存于浮柵中實現后，電子一直保存于浮柵中實現寫寫“0”。 擦抹擦抹 用紫外光照射片用紫外光照射片的玻璃窗口，使浮柵中的電子獲的玻璃窗口，使浮柵中的電子獲得高能越過勢壘泄放掉，擦凈后得高能越過勢

10、壘泄放掉，擦凈后所有為均為所有為均為“1”1”。3.3.EPROMEPROM：擦除擦除PROM PROM 4)4)EEPROMEEPROM：可電擦除可電擦除PROMPROM 既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息。信息，又能失電保存信息。二、半導體存儲器的主要性能指標二、半導體存儲器的主要性能指標1.1.存儲容量存儲容量存儲單元的總數存儲單元的總數例：例：8 8位微機位微機1616位地址碼（按字節(jié)編址）位地址碼（按字節(jié)編址） 最大容量：最大容量：2 21616 = 65536 = 64KB = 65536 = 64KB2.2.存取速度存取

11、速度 存取速度是用存取時間來衡量的。存取速度是用存取時間來衡量的。 存取時間存取時間-存儲器從接收到存儲器從接收到“讀出讀出”或或“寫入寫入”的命令起到完成讀數或寫數操作所需的時間，的命令起到完成讀數或寫數操作所需的時間，稱為存取時間稱為存取時間(TA)(TA)。5.2 5.2 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器SRAMSRAM：靜態(tài)：靜態(tài)RAMRAM。存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，帶電信息可長期保存。存儲單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，帶電信息可長期保存。DRAMDRAM：動態(tài)：動態(tài)RAMRAM。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。

12、度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。速度低速度低 成本低成本低5.2 5.2 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器四管動態(tài)存儲元存儲機理四管動態(tài)存儲元存儲機理: : 用電容用電容C1C1、C2C2存儲電荷存儲電荷的多少表示的多少表示11和和00。11態(tài)：態(tài)： C2C2充電至高電位，充電至高電位， C1C1呈低電位。呈低電位。00態(tài)：態(tài)： C1C1充電至高電位，充電至高電位， C2C2呈低電位。呈低電位。寫寫1: 1: 字控制線字控制線X X和位線和位線D D加高電加高電平，位線平，位線D D加低電平，使加低電平，使 C2C2充電，充電，C1C1放電或不充電。當放電或不充電。當X X線變低電平后線變低

13、電平后,“1”,“1”態(tài)被保態(tài)被保存。存。5.2 5.2 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器四管動態(tài)存儲元存儲機理四管動態(tài)存儲元存儲機理: :DRAMDRAM：動態(tài)：動態(tài)RAMRAM。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。寫寫0: 0: 字控制線字控制線X X和位線和位線D D加高電加高電平，位線平，位線D D加低電平，使加低電平，使 C1C1充電，充電，C2C2放電或不充電。當放電或不充電。當X X線變低電平后，線變低電平后，“0”0”態(tài)被保態(tài)被保存。存。 讀出過程是補充電荷的讀出過

14、程是補充電荷的過程，即刷新過程過程，即刷新過程 再生操作：補充柵極泄再生操作：補充柵極泄漏的電荷，稱為漏的電荷，稱為“再生再生” ” 或或 “刷新刷新”。方法：字選擇線加入一脈沖即方法：字選擇線加入一脈沖即可自動刷新。可自動刷新。5.2 5.2 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器DRAMDRAM：動態(tài)：動態(tài)RAMRAM。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成。使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。讀：將位線讀：將位線D D和和D D預充電至電源預充電至電源電壓電壓, ,當字線被選中時，若原當字線被選中時，若原存存1(0)1(

15、0)，則，則D(D)D(D)為高而為高而D(D)D(D)為低，信號經為低，信號經I/OI/O和和I/OI/O線輸出。線輸出。 DRAMDRAM動態(tài)動態(tài)RAMRAM：使用電容作存儲元件，需要刷新電路。：使用電容作存儲元件，需要刷新電路。集成度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。集成度高，反應快，功耗低，但需要刷新電路。5.2 5.2 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器半導體存儲器的基本結構 矩陣存儲體 譯碼驅動器 讀寫電路 地址總線 數據總線 控制總線驅動器矩陣存儲體讀寫電路存儲器外部信號引線：存儲器外部信號引線：D D0 07 7數據線：傳送存儲單元內容。數據線：傳送存儲單元內容。根數與單元數據位數

16、相同。根數與單元數據位數相同。 A A0 09 9地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。根數由存儲器容量決定。根數由存儲器容量決定。存儲器結構框圖存儲器結構框圖R/WR/W(OE/WE)(OE/WE)讀寫允許線讀寫允許線打開數據通道，決定數據打開數據通道，決定數據的傳送方向和傳送時刻。的傳送方向和傳送時刻。CSCS片選線：片選線：選擇存儲器芯片。選擇存儲器芯片。當當CSCS信號無效，信號無效，其他信號線不起作用。其他信號線不起作用。存儲器內部為雙向地址譯碼，以節(jié)省內部引線和驅動器存儲器內部為雙向地址譯碼，以節(jié)省內部引線和驅動器單向譯碼需要單向譯碼需要1024102

17、4根譯碼輸出線和驅動器。根譯碼輸出線和驅動器。如：如：1K1K容量存儲器，有容量存儲器，有1010根地址線。根地址線。雙向譯碼雙向譯碼 X X、Y Y方向方向各為各為3232根譯碼輸出線根譯碼輸出線和驅動器，和驅動器，總共需要總共需要6464根譯碼線根譯碼線和和6464個驅動器。個驅動器。存儲器結構框圖存儲器結構框圖靜態(tài)靜態(tài)RAM Intel 2114RAM Intel 2114Intel 2114 Intel 2114 容量容量 1k1k4 4位位靜態(tài)靜態(tài)RAM Intel 6116RAM Intel 6116存儲器外部信號引線：存儲器外部信號引線：D D0 07 7數據線：傳送存儲單元內容

18、。數據線：傳送存儲單元內容。根數與單元數據位數相同。根數與單元數據位數相同。 A A0 01010地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。根數由存儲器容量決定。根數由存儲器容量決定。OE: OE: 讀控制讀控制, ,輸出使能端，輸出使能端， 低電平有效。低電平有效。 WEWE：寫，輸入使能端，：寫，輸入使能端， 低電平有效。低電平有效。CSCS：片選線：片選線： 選擇存儲器芯片。選擇存儲器芯片。Intel 6116 Intel 6116 容量容量 2k2k8 8位位靜態(tài)靜態(tài)RAM Intel 6116RAM Intel 6116Intel 6116 Intel 61

19、16 容量容量 2k2k8 8位位靜態(tài)靜態(tài)RAM Intel 6116RAM Intel 6116、62646264工作方式CSOEWEDi讀001DOUT寫010DIN禁止1ZIntel 6116 Intel 6116 容量容量 2k2k8 8位位工作模式工作模式1 1、讀出：、讀出：PD/PGM=L,CS=L,Vpp=Vcc=+5VPD/PGM=L,CS=L,Vpp=Vcc=+5V2 2、未選中、未選中:CS=H Vpp=Vcc=+5V:CS=H Vpp=Vcc=+5V 工作模式工作模式3 3、編程：、編程：PD/PGMPD/PGM端由端由L L到到H H，維持，維持50ms,Vpp=+2

20、5V,Vcc=+5V,CS=H,50ms,Vpp=+25V,Vcc=+5V,CS=H,4 4、功耗下降：、功耗下降：PD/PGM=H,Vpp=Vcc=+5V,PD/PGM=H,Vpp=Vcc=+5V,則則P P由由525mW525mW降至降至132mW132mW * * 正常工作時，正常工作時，CSCS與與PD/PGMPD/PGM相連相連存儲器外部信號引線：存儲器外部信號引線： D D0 07 7數據線：傳送存儲單元內容。根數與單元數據位數相同。數據線：傳送存儲單元內容。根數與單元數據位數相同。 A A0 01010地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。 根數由存

21、儲器容量決定。根數由存儲器容量決定。CSCS片選線：選擇存儲器芯片。片選線：選擇存儲器芯片。當當CSCS信號無效，其他信號線不起作用。信號無效，其他信號線不起作用。OE: OE: 讀信號讀信號, ,輸出使能端。輸出使能端。 打開數據通道，決定數據的傳送方向和傳送時刻。打開數據通道，決定數據的傳送方向和傳送時刻。EEPROM 2816EEPROM 2816 4 4讀寫線讀寫線OEOE、WE(R/W) WE(R/W) 連接讀寫控制線連接讀寫控制線RDRD、WRWR。5.4 5.4 CPU與存儲器的連接與存儲器的連接存儲器與微型機三總線的連接：存儲器與微型機三總線的連接： DBDB0 0n n AB

22、AB0 0N ND D0 0n nA A0 0N N ABABN+1N+1CSCSR/ WR/ WR/ WR/ W微型機微型機存儲器存儲器1 1數據線數據線D D0 0n n連接數據總線連接數據總線DBDB0 0n n 2 2地址線地址線A A0 0N N連接地址總線低位連接地址總線低位ABAB0 0N N。3.3.片選線片選線CSCS連接地址總線高位連接地址總線高位ABABN+1N+1。存儲器與單片機的連接存儲器與單片機的連接存儲器與微型機三總線存儲器與微型機三總線的一般連接方法和存儲器的一般連接方法和存儲器讀寫時序。讀寫時序。1.1.數據總線與地址總線數據總線與地址總線為兩組獨立總線。為兩

23、組獨立總線。 DBDB0 0n n ABAB0 0N ND D0 0n nA A0 0N N ABABN+1N+1CSCSR/ WR/ WR/ WR/ W微型機微型機存儲器存儲器DB0n地址輸出地址輸出數據有效數據有效數據數據采樣采樣R/WAB0N2.2.微型機復用總線結構微型機復用總線結構數據與地址分時共用一數據與地址分時共用一組總線。組總線。單片機單片機 AD0n ALER/WD0nA0nR/W存儲器存儲器Di Qi G地址地址鎖存器鎖存器ALE地址地址鎖存鎖存地址地址鎖存鎖存地址地址輸出輸出數據數據有效有效地址地址輸出輸出數據數據有效有效AD0n數據數據采樣采樣數據數據采樣采樣R/W存儲

24、器與單片機的連接存儲器與單片機的連接存儲器芯片的擴充存儲器芯片的擴充 用多片存儲器芯片組成微型計算機系統(tǒng)所要求用多片存儲器芯片組成微型計算機系統(tǒng)所要求的存儲器系統(tǒng)。的存儲器系統(tǒng)。 要求擴充后的存儲器系統(tǒng)引出線符合微型計算要求擴充后的存儲器系統(tǒng)引出線符合微型計算機機的總線結構要求。機機的總線結構要求。一一.擴充存儲器位數擴充存儲器位數例例1 1用用2K2K1 1位存儲器芯片組成位存儲器芯片組成 2K2K8 8位存儲器系統(tǒng)。位存儲器系統(tǒng)。例例2 2用用2K2K8 8位存儲器芯片組成位存儲器芯片組成2K2K1616位存儲器系統(tǒng)。位存儲器系統(tǒng)。例例1 1 用用2K2K1 1位存儲器芯片組成位存儲器芯片

25、組成 2K2K8 8位存儲器系統(tǒng)。位存儲器系統(tǒng)。當地址、片選和讀寫信號有效，可并行存取當地址、片選和讀寫信號有效，可并行存取8位信息位信息例例2 2 用用2K2K8 8位存儲器芯片組成位存儲器芯片組成2K2K1616位存儲器系統(tǒng)。位存儲器系統(tǒng)。CED07D07R/WR/WCECEA010A010D07D815R/WA010地址、片選和讀寫引線并聯(lián)后引出，數據線并列引出地址、片選和讀寫引線并聯(lián)后引出，數據線并列引出二二. .擴充存儲器容量擴充存儲器容量例例用用1K4位存儲器芯片組成位存儲器芯片組成4K8位存儲器系統(tǒng)。位存儲器系統(tǒng)。存儲器與單片機的連接存儲器與單片機的連接存儲器與微型機三總線存儲器

26、與微型機三總線的一般連接方法和存儲器的一般連接方法和存儲器讀寫時序。讀寫時序。1.1.數據總線與地址總線數據總線與地址總線為兩組獨立總線。為兩組獨立總線。 DBDB0 0n n ABAB0 0N ND D0 0n nA A0 0N N ABABN+1N+1CSCSR/ WR/ WR/ WR/ W微型機微型機存儲器存儲器DB0n地址輸出地址輸出數據有效數據有效數據數據采樣采樣R/WAB0N2.2.微型機復用總線結構微型機復用總線結構數據與地址分時共用一數據與地址分時共用一組總線。組總線。單片機單片機 AD0n ALER/WD0nA0nR/W存儲器存儲器Di Qi G地址地址鎖存器鎖存器ALE地址

27、地址鎖存鎖存地址地址鎖存鎖存地址地址輸出輸出數據數據有效有效地址地址輸出輸出數據數據有效有效AD0n數據數據采樣采樣數據數據采樣采樣R/W存儲器與單片機的連接存儲器與單片機的連接常用芯片簡介 程序存儲器 27X 系列 2716 (2K 8 = 16KBIT) 2732 (4K 8 = 32KBIT) 2764(8K 8 = 64KBIT) 27128 (16K 8 = 128KBIT) 27256 (32K 8 = 256KBIT) 27512 (64K 8 = 512KBIT)程序存儲器的工作方式-2716(見P110)程序存儲器的工作方式-2732/CE/OE- -V VP PP PD0D

28、7方方式式00輸出讀1高阻維持0VPP輸入編程00輸出編程校驗1VPP高阻編程禁止程序存儲器的工作方式-2764/CE /OEPGMVPP D0D7方方式式001+5V輸出讀1+5V高阻維持010VPP輸入編程001VPP輸出編程校驗1VPP高阻編程禁止27X. 6X系列存儲器常用芯片簡介 數據存儲器 6X 系列 6116 (2K 8 = 16KBIT) 6264 (8K 8 = 64KBIT)/CE /WE /OE 方式方式功功 能能001寫D0D7上數據寫入A0A10對應單元010讀A0A10對應單元內容輸出到D0D7上1非選D0D7呈高阻態(tài) 當單片機外接芯片較多，超出總線負載能力，必須加

29、總當單片機外接芯片較多，超出總線負載能力，必須加總線驅動器。線驅動器。單向驅動器單向驅動器74LS24474LS244用于用于地址總線驅動地址總線驅動雙向驅動器用于雙向驅動器用于數據總線驅動數據總線驅動存儲器連接常用接口電路存儲器連接常用接口電路(p115)(p115)1.1.總線緩沖器總線緩沖器2. 2. 地址鎖存器地址鎖存器 74LS37374LS373、8282(8282(見見P115)P115)地址鎖存器 74LS373 原理常用芯片簡介 地址鎖存器 74LS373與擴展有關的芯片(鎖存器)3. 3-8 3. 3-8 地址譯碼器：地址譯碼器：74LS138(74LS138(見見P116

30、)P116)譯碼器譯碼器譯碼是編碼的逆過程，譯碼是編碼的逆過程，是將二進制代碼（輸入）是將二進制代碼（輸入）譯成對應的信號或十進制數碼（輸出）。譯成對應的信號或十進制數碼（輸出）。按其編碼時的原意按其編碼時的原意1.1.譯碼譯碼的含義的含義2.2.譯碼器譯碼器的種類的種類通用譯碼器通用譯碼器顯示譯碼器顯示譯碼器變量譯碼器變量譯碼器代碼變換譯碼器代碼變換譯碼器TTL共陰顯示譯碼器共陰顯示譯碼器TTL共陽顯示譯碼器共陽顯示譯碼器CMOS顯示譯碼器顯示譯碼器按功能分類按功能分類二進制譯碼器二進制譯碼器將將n種輸入的組合譯成種輸入的組合譯成2n種電路狀態(tài)。種電路狀態(tài)。譯碼器的輸入：譯碼器的輸入：一組二

31、進制代碼一組二進制代碼譯碼器的輸出：譯碼器的輸出：一組高低電平信號一組高低電平信號3.3.通用譯碼器的原理通用譯碼器的原理也叫也叫n-2n線譯碼器。線譯碼器。A1A01XX11110000111001101101011010111110S0Y1Y2Y3Y&1Y0Y2Y3YA1A0S2-4線譯碼器線譯碼器74LS139的內部線路的內部線路（1）輸入輸入控制端控制端輸出輸出A1A01X X111100 001 1100 110 1101 0110101 11 110S0Y1Y2Y3Y0000110111XX&1Y0Y2Y3YA1A0S2-4線譯碼器線譯碼器74LS139的內部線路的內部線路（2）輸

32、入輸入控制端控制端輸出輸出10001111110100000111A1A01X X111100 001 1100 110 1101 0110101 11 110S0Y1Y2Y3Y&1Y0Y2Y3YA1A0S2-4線譯碼器線譯碼器74LS139的內部線路的內部線路（3）輸入輸入控制端控制端輸出輸出000000A1A01X X111100 001 1100 110 1101 0110101 11 110S0Y1Y2Y3Y111111111100&1Y0Y2Y3YA1A0S2-4線譯碼器線譯碼器74LS139的內部線路的內部線路（4）輸入輸入控制端控制端輸出輸出A1A01X X111100 001

33、1100 110 1101 0110101 11 110S0Y1Y2Y3Y1111100000001111110 &1Y0Y2Y3YA1A0S2-4線譯碼器線譯碼器74LS139的內部線路的內部線路（5）輸入輸入控制端控制端輸出輸出A1A01X X111100 001 1100 110 1101 0110101 11 110S0Y1Y2Y3Y0000000111111111174LS139的功能表的功能表A1A01XX11110000111001101101011010111110S0Y1Y2Y3Y“”表示低電平有效。表示低電平有效。S1S10A11A10Y11Y12Y13Y10A11A10Y

34、11Y12Y13Y1S20A21A20Y21Y22Y23Y2ccUGND3Y22Y21Y20Y21A20A2S274LS139管腳圖管腳圖一片一片139內含兩個內含兩個2-4譯碼器譯碼器例：利用線譯碼器分時將采樣數據送入計算機。例：利用線譯碼器分時將采樣數據送入計算機。0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4線譯線譯碼器碼器ABCD三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門AEBECEDE總線總線000工作原理工作原理：（以：（以A0A1=00為例）為例）0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4線譯線譯碼器碼器ABCD三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門AEBECEDE總線總線脫離總線脫離總

35、線數據數據全為全為1常用芯片簡介 地址譯碼器 74LS138 3-8譯碼器 74LS139 雙2-4譯碼器74LS138 3-8譯碼器xxxxxxxxx74LS138真值表(p116)輸 入使 能選 擇輸 出E3/E2/E1CBA/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y71000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110其 他XXX11111111與擴展有關的芯片(譯碼器)74LS139 雙2-4譯碼器輸 入使能選

36、擇輸 出/GBA/Y0/Y1/Y2/Y300001110011011010110101111101XX111174LS139真值表MCS-51MCS-51用于擴展存儲器的外部總線信號：用于擴展存儲器的外部總線信號：P P0.00.7： 8 8位數據和低位數據和低8 8位地址信號，復用總線位地址信號，復用總線ADAD0 07 7。P P2.02.7： 高高8 8位地址信號位地址信號ABAB8 81515ALEALE：地址鎖存允許控制信號地址鎖存允許控制信號(p24)(p24)PSENPSEN：片外程序存儲器讀控制信號片外程序存儲器讀控制信號RDRD：片外數據存儲器讀控制信號片外數據存儲器讀控制信

37、號WRWR：片外數據存儲器寫控制信號片外數據存儲器寫控制信號EAEA：片外程序存儲器選擇片外程序存儲器選擇存儲器的擴展 擴展注意的問題： 讀寫控制 片選控制 地址的分配：地址的分配： 地址是一個范圍空間地址是一個范圍空間 5.5.1 程序存儲器的擴展程序存儲器的擴展 常用常用EPROMEPROM芯片：芯片：Intel 2716(2KIntel 2716(2K8 8位位) )、2732(4KB)2732(4KB)、2764(8KB)2764(8KB)、27128(16KB)27128(16KB)、27256(32KB)27256(32KB)、27512(64KB)27512(64KB)。1. 擴

38、展擴展2K2K字節(jié)字節(jié)EPROMEPROM80318031擴展擴展 2KB EPROM Intel 2716 2KB EPROM Intel 2716 1. 擴展擴展2K2K字節(jié)字節(jié)EPROMEPROM80318031擴展擴展 2KB EPROM Intel 2716 2KB EPROM Intel 2716 1. 擴展擴展2K2K字節(jié)字節(jié)EPROMEPROM80318031擴展擴展 2KB EPROM Intel 2716 2KB EPROM Intel 2716 EEPROM EEPROM 既能作為程序存儲器又能作數據存儲器。既能作為程序存儲器又能作數據存儲器。將程序存儲器與數據存儲器的空

39、間合二為一。將程序存儲器與數據存儲器的空間合二為一。3.3.擴展擴展2K2K字節(jié)字節(jié)EEPROMEEPROM片外存儲器片外存儲器 讀信號讀信號= PSEN RD= PSEN RD程序存儲器擴展27128 (16K 8 = 128KBIT) 數據存儲器的擴展數據存儲器的擴展常用常用 EPROM EPROM 芯片：芯片：Intel 6116(2KB)Intel 6116(2KB)、6264(8KB)6264(8KB)、2256(32KB)2256(32KB)。80318031擴展擴展 2KB RAM Intel 61162KB RAM Intel 6116 數據存儲器擴展數據存儲器擴展芯片的端口譯

40、碼方法線選方式：線選方式： 微型機剩余高位地址總線直接連接各存儲微型機剩余高位地址總線直接連接各存儲器片選線；器片選線；片選地址線直接接到芯片的片選端。片選地址線直接接到芯片的片選端。地址地址譯碼方式：譯碼方式： 微型機剩余高位地址總線通過地址譯碼器微型機剩余高位地址總線通過地址譯碼器輸出片選信號。輸出片選信號。 全譯碼方式：所有片選地址線全部參加譯碼全譯碼方式：所有片選地址線全部參加譯碼 部分譯碼方式：片選地址線部分參加譯碼，部分譯碼方式：片選地址線部分參加譯碼， 剩下部分懸空；剩下部分懸空；（存儲器地址譯碼方法）（存儲器地址譯碼方法）地址空間的分配方法 線選法選址 微型機剩余高位地址總線直

41、接連接各存儲器片選線微型機剩余高位地址總線直接連接各存儲器片選線 電路連接簡單 地址空間利用率低 地址空間重疊嚴重線選法選址2764 (8K 8 = 64KBIT)例例三片三片8KB8KB的存儲器芯片組成的存儲器芯片組成 24KB 24KB 容量的存儲器。容量的存儲器。確定各存儲器確定各存儲器芯片的地址空間：芯片的地址空間：D07R/WCEA012D07R/WCE1A012CE2D07R/WCEA012D07R/WCEA012CE3設設CECE1 1、CECE2 2、CECE3 3 分別連接微型機分別連接微型機的高位地址總線的高位地址總線ABAB1313、ABAB1414、ABAB1515AB

42、ABi i 1514131215141312 111098 7 6 5 4 111098 7 6 5 4 3 2 1 03 2 1 01514131215141312 111098 111098 7 6 5 47 6 5 4 3 2 1 03 2 1 0 ：1101100 0000 0000 00000 0000 0000 00001101101 1111 1111 1111=C000H1 1111 1111 1111=C000HDFFFHDFFFH：1011010 0000 0000 00000 0000 0000 00001011011 1111 1111 1111=A000H1 1111 1111 1111=A000HBFFFH BFFFH ：0110110 0000 0000 00000 0000 0000 00000110111 1111 1111 1111=6000H1 1111 1111 1111=6000H7FFFH 7FFFH 地址空間 (1)A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7-A0 存儲器 P2.7 P2.6 P2.5