實(shí)驗(yàn)七隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)七 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉 RAM 的工作原理及使用方法。2. 掌握 RAM 存儲(chǔ)器 2114 的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理在計(jì)算機(jī)及其接口電路中，通常要存儲(chǔ)二進(jìn)制信息。存儲(chǔ)器有 RAM、ROM，RAM 又分為靜態(tài)的 SRAM 和動(dòng)態(tài)的 DRAM，2114 是存儲(chǔ)容量為 1K×4 位的靜態(tài) SRAM。它由三部分組成：地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣和控制邏輯。地址譯碼器接受外部輸入的地址信號(hào)，經(jīng)過譯碼后確定相應(yīng)的存儲(chǔ)單元；存儲(chǔ)矩陣包含許多存儲(chǔ)單元，它們按一定的規(guī)律排列成矩陣形式，組成存儲(chǔ)矩陣；控制邏輯由讀寫控制和片選電路構(gòu)成。圖7.1 2114的管腳排列圖RAM 21

2、14 的工作電壓為 5V，輸入、輸出電平與 TTL 兼容。2114 的引腳圖如圖 7.1 所示，其中 A0 A9 為地址碼輸入端。R/W 為讀寫控制端，I/O0 I/O3 是數(shù)據(jù)輸入輸出端，CS 為片選端，當(dāng)它為 1，芯片未選中，此時(shí)數(shù)據(jù)輸入/輸出端呈高阻狀態(tài)。當(dāng)片選端為 0，2114 被選中，如果讀寫控制端為高電平，則數(shù)據(jù)可以由地址 A0 A9 指定的存儲(chǔ)單元讀出；如果讀寫控制端為低電平，2114 執(zhí)行寫入操作，數(shù)據(jù)被寫入到由地址 A0 A9 指定的存儲(chǔ)單元。RAM 2114 的功能見表 7.1。對(duì)于 RAM 的讀寫操作，要嚴(yán)格注意時(shí)序的要求。讀操作時(shí)，即首先給出地址信號(hào) A0 A9，然后使

3、片選信號(hào)有效，再使得讀控制有效，隨后數(shù)據(jù)從指定的存儲(chǔ)單元送到數(shù)據(jù)輸出端。對(duì) 2114 進(jìn)行寫操作的時(shí)序是：先有地址信號(hào)，再有片選信號(hào)，隨后使寫入的數(shù)據(jù)和寫信號(hào)有效。 表7.1 2114功能表 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1. 按圖 7.2 連接電路，并把三個(gè)集成塊的電源端接實(shí)驗(yàn)箱的 +5V 電壓。將 RAM 存儲(chǔ)器 2114 的 A3 A0 接二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS193 的輸出端 QD QA，它的地址信號(hào)輸入端 A4 A9 和片選端均接地。即本實(shí)驗(yàn)只利用了 2114 的 16 個(gè)存儲(chǔ)單元。74LS125 為三態(tài)門，它的 4 個(gè)三態(tài)門的使能端 (1，4，10，13) 并聯(lián)后接到 2114 的讀寫控制端，

4、再接到實(shí)驗(yàn)箱的單次脈沖輸出端。當(dāng) 2114 執(zhí)行讀操作時(shí)，三態(tài)門的輸出應(yīng)該呈高阻狀態(tài)；當(dāng) 2114 執(zhí)行寫操作時(shí)，三態(tài)門的使能端有效，三態(tài)門與數(shù)據(jù)開關(guān)接通。要寫入的單元圖7.2 RAM 2114的讀寫實(shí)驗(yàn)電路地址由計(jì)數(shù)器決定，而要寫入的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)開關(guān)決定2. 74LS193 的引腳排列如圖7.3所示，它的清零端 14 腳為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，當(dāng)它為低電平時(shí)執(zhí)行計(jì)數(shù)操作。所以先讓 K1=1，然后讓 K1=0。3. 按動(dòng)連接在計(jì)數(shù)器的單次脈沖 CP，根據(jù)與計(jì)數(shù)器輸出相連的四個(gè) LED 可以確定 2114 的存儲(chǔ)單元地址。再改變數(shù)據(jù)開關(guān)就能夠確定被寫入的數(shù)據(jù)。注意單脈沖產(chǎn)生的應(yīng)是負(fù)脈沖。當(dāng)其為低電

5、平時(shí)有兩個(gè)作用，一是使三態(tài)門工作，二是使得 2114 的寫控制有效。所以按動(dòng)單次脈沖 CP，就可以將給定的數(shù)據(jù)寫入到指定的 RAM 存儲(chǔ)單元。按表 7.2 的要求改變地址 A3 A0 和數(shù) 據(jù)30，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表 7.2。 圖7.3 74LS193的引腳排列圖4. 讓 CP 為高電平，關(guān)閉三態(tài)門，并使 2114 處于讀工作狀態(tài)。用 K1 對(duì)計(jì)數(shù)器清零，再使計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。按動(dòng)單次脈沖 CP，根據(jù)與計(jì)數(shù)器輸出相連的四個(gè) LED 的狀態(tài)確定 2114 的存儲(chǔ)單元的地址。通過與 2114 的 I/O3 I/O0 相連的四個(gè) LED 觀察從 2114 讀出的數(shù)據(jù) O3 O0 。按表 7.2 的要求改變地址 A3 A0，將讀出的結(jié)果 O3 O0 填入按表 7.2，并比較是否與寫入的數(shù)據(jù)一致。如果實(shí)驗(yàn)箱上的單次脈沖源不夠用或性能不佳，可參考實(shí)驗(yàn)2.5用與非門實(shí)現(xiàn)單次脈沖產(chǎn)生器。表7.2 2114讀寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果四、實(shí)驗(yàn)儀器與器件1. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1個(gè)2. 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS1931片 三態(tài)門 74LS1251片 與非門 74LS00 1片 隨機(jī)存儲(chǔ)器 2114 1片五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 2. 查出 74LS193 的