半導(dǎo)體存儲器的應(yīng)用

半導(dǎo)體存儲器的應(yīng)用ROM除用作存儲器外，還可以用來實現(xiàn)各種組合規(guī)律函數(shù)。實現(xiàn)的方法很簡潔，只要列出該函數(shù)的真值表，以最小項相或的原則，即可直接畫出存儲矩陣的編程圖。下面舉例說明。

例1：用PROM構(gòu)成一個碼型轉(zhuǎn)換器，將四位二進(jìn)制碼B3B2B1B0轉(zhuǎn)換成循環(huán)碼G3G2G1G0。

解：1．將B3、B2、B1、B0定為輸入變量，G3、G2、Gl、G0定為輸出變量。列出G3、G2、Gl、GO的真值表。

2．選用輸入地址和輸出數(shù)據(jù)均為四位的16×4位PROM來實現(xiàn)該碼型轉(zhuǎn)換。

3．令A(yù)3A2A1A0＝B3B2B1B0，D3D2D1D0＝G3G2G1G0。對可編程的存儲矩陣(或陣列)進(jìn)行編程，按真值表中G3、G2、G1、G0的規(guī)律值，燒斷應(yīng)當(dāng)存“0”的單元中的熔絲。

在構(gòu)成較為簡單的數(shù)字系統(tǒng)中，也經(jīng)常用到存儲器，下面以可編程時鐘掌握器為例來說明存儲器的應(yīng)用。

例2：設(shè)計一個滿意下列要求的可編程時鐘掌握器。

本題的要求是：

1．設(shè)計一個具有時、分、秒計時，6位數(shù)字顯示的時鐘電路；

2．具有快速校時功能；

3．具有整點音響自動報時；

4．以時鐘電路為基礎(chǔ)．設(shè)計作息時間自動打鈴器；

5．以時鐘電路為基礎(chǔ)設(shè)計一個工業(yè)挨次掌握器，用LED發(fā)光管的亮與滅模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，實現(xiàn)要求的工藝過程。

一、分析設(shè)計要求，構(gòu)思總體方案

1．從題目可知該課題的任務(wù)主要有三個方面。其一是設(shè)計一個能以數(shù)字直接顯示的時鐘電路；其二是用時鐘信號掌握打鈴器；其三是用時鐘信號實現(xiàn)一個工業(yè)過程的時間挨次掌握。整個系統(tǒng)可分成三部分，即時鐘電路、作息時間掌握電路、挨次掌握器電路，而時鐘電路在起掌握和主導(dǎo)作用。

2．時鐘電路的構(gòu)成方案

（1）選用中、小規(guī)模集成芯片設(shè)計；

（2）選用單片時鐘集成電路構(gòu)成；

（3）利用其他任何可能引出時間信號的數(shù)字鐘、數(shù)字表等。

3．作息時間掌握器與時間挨次掌握器這兩部分電路都是以時間代碼為輸入信號，經(jīng)譯碼后產(chǎn)生定時掌握信號去推動電鈴或其他掌握設(shè)備工作。實現(xiàn)的電路形式是多種多樣的

（1）利用集成門電路進(jìn)行設(shè)計；

（2）選用合適的現(xiàn)成譯碼器；

（3）用GAL芯片進(jìn)行編程，實現(xiàn)譯碼；

（4）用存儲器完成譯碼的功能。

4．功放電路

供應(yīng)外設(shè)工作的驅(qū)動電流與電壓。

二、確定總體方案

這里選擇兩種不同方案作詳細(xì)電路設(shè)計。

1．用大規(guī)模時鐘集成芯片LM8361作時鐘電路：用存儲器RAM6264作譯碼器，設(shè)計作息時間自動打鈴器。

2．用中小規(guī)模門電路構(gòu)成時鐘電路：用RAM62256存儲器作譯碼器設(shè)計可編程時間挨次掌握器。

三、可編程作息時間掌握器的設(shè)計

1．單元電路設(shè)計

依據(jù)總體方案的分析，分步設(shè)計各單元電路。

（1）時鐘電路設(shè)計

時鐘電路的任務(wù)是產(chǎn)生實時時鐘信號，一方面送到數(shù)字顯示器進(jìn)行顯示，另一方面供應(yīng)自動打鈴電路的存儲器地址信號。詳細(xì)的時鐘電路構(gòu)成方案許多，這里選專用大規(guī)模集成芯片LM8361配接LT667顯示屏構(gòu)成時鐘電路。圖1所示為電路的連接。

圖1LM8361與顯示器的連接

正點計時器的分計數(shù)器和時計數(shù)器產(chǎn)生正點計時信號，經(jīng)過譯碼輸出，產(chǎn)生“上午（AM）”、“下午（PM）”、“時”、“分”共23位七段顯示信號，這23條信號線連接到共陰極顯示屏的對應(yīng)引腳上，清楚地顯示出電子鐘的運行時間。

LM3861的輸入端可以分別聯(lián)接七個開關(guān)，分別用來校準(zhǔn)時、分、秒，鬧鐘預(yù)置，預(yù)置定時時間，以及止鬧和暫停等功能。

（2）作息時間存儲電路設(shè)計

一個單位的作息時間制訂之后，要求輸入到作息時間掌握器中保留下來，每當(dāng)時鐘運行到要求響鈴的時刻，電路自動給出響鈴信號。本設(shè)計使用RAM6264來完成這種功能。

①時鐘電路與存儲器的連接

將時鐘電路的時鐘信號線與存儲器的地址線相連，而存儲器的數(shù)據(jù)線與響鈴裝置相連。當(dāng)時鐘信號變化時，即存儲器的地址變化，時鐘運行到某一響鈴時刻，存儲器輸出的數(shù)據(jù)就會推動響鈴裝置工作，8位數(shù)據(jù)可推動8路響鈴裝置。

②存儲器編程

先對整個存儲單元清零，然后，逐個將作息時間表全部寫入存儲器。

（3）輸出電路

輸出電路是位于輸出電信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的電路，應(yīng)依據(jù)兩者的狀態(tài)要求以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率要求進(jìn)行設(shè)計。該電路主要由三片555定時器構(gòu)成產(chǎn)生定時信號，由于兩級振蕩器選用的RC常數(shù)不同，形成不同的音頻振蕩信號，因此，電路產(chǎn)生不同頻率的音響信號。（http://./版權(quán)全部）MC1413為達(dá)林頓三極管陣列，每片含7路達(dá)林頓管（用ULN2803則含8路），輸出電壓最大可達(dá)50V，最大集電極電流可達(dá)500mA

2．整機(jī)電路

在單元電路設(shè)計完成后，將各部分電路合理擺布，相互連接，構(gòu)成一張布局合理、結(jié)構(gòu)均勻、閱讀便利及整齊規(guī)范的總原理圖。它是安裝、調(diào)試及修理的依據(jù)。自動打鈴電路的總原理圖見圖2。

圖2自動打鈴電路的總原理圖

3．安裝調(diào)試

作為課程設(shè)計，保證牢靠性是至關(guān)重要的。普遍現(xiàn)象是安裝完畢后并不按預(yù)定要求動作，不少同學(xué)對此束手無策。這時可依下列步驟查找。

①進(jìn)行錯誤定位。

②詳細(xì)錯誤的查找。在錯誤定位之后，已把問題縮小到某一部分，然后可按下列次序檢查。

（A）原理圖是否正確；

（B）接線是否符合圖紙要求，接線有否折斷；

（C）是否有短路現(xiàn)象；

（D）是否有開路現(xiàn)象；

（E）接插點、焊點是否牢靠；

（F）芯片及元件有否損壞，方向、極性是否正確；

（G）有否超出元件的負(fù)載力量；

（H）問題是否來自干擾。

查出問題后，對癥下藥予以排解。通電試驗前，最好用萬用表測試一下電路板上電源的正負(fù)極之間的電阻，確信無短路現(xiàn)象方可通電調(diào)試。

上述課題在通電正常后，按下列三個步驟調(diào)試：

a．RAM清零；

b．編程寫入；

c．校準(zhǔn)實時時鐘，觀看自動響鈴是否精確?????。

4．總結(jié)設(shè)計報告

總結(jié)設(shè)計報告是對同學(xué)寫科學(xué)論文和科研總結(jié)的力量訓(xùn)練。通過寫報告，不僅將設(shè)計、組裝及調(diào)試的內(nèi)容全面進(jìn)行總結(jié)，而且把實