半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其應(yīng)用課件

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其應(yīng)用

一．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)DRAM動(dòng)態(tài)RAM：使用電容作存儲(chǔ)元件，需要刷新電路。集成度高，反應(yīng)快，功耗低，但需要刷新電路。5-1

隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器中的信息可讀可寫(xiě)，但失電后會(huì)丟失信息。1.雙極型：由TTL電路組成基本存儲(chǔ)單元，存取速度快。2.MOS型：由CMOS電路組成基本存儲(chǔ)單元，集成度高、功耗低。SRAM：靜態(tài)RAM。存儲(chǔ)單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，可帶電信息可長(zhǎng)期保存。三．存儲(chǔ)器外部信號(hào)引線：

D0～7數(shù)據(jù)線：傳送存儲(chǔ)單元內(nèi)容。根數(shù)與單元數(shù)據(jù)位數(shù)相同。

A0～9地址線：選擇芯片內(nèi)部一個(gè)存儲(chǔ)單元。根數(shù)由存儲(chǔ)器容量決定。

二．存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖R/W(OE/WE)讀寫(xiě)允許線打開(kāi)數(shù)據(jù)通道，決定數(shù)據(jù)的傳送方向和傳送時(shí)刻。CS片選線：選擇存儲(chǔ)器芯片。當(dāng)CS信號(hào)無(wú)效，其他信號(hào)線不起作用。

二．存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖存儲(chǔ)器內(nèi)部為雙向地址譯碼，以節(jié)省內(nèi)部引線和驅(qū)動(dòng)器單向譯碼需要1024根譯碼輸出線和驅(qū)動(dòng)器。如：1K容量存儲(chǔ)器，有10根地址線。雙向譯碼X、Y方向各為32根譯碼輸出線和驅(qū)動(dòng)器，總共需要64根譯碼線和64個(gè)驅(qū)動(dòng)器。

5-1-1靜態(tài)RAMIntel6116、62645-2

只讀存儲(chǔ)器（ROM）工作時(shí)，ROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫(xiě)入(固化信息)，失電后可保持信息不丟失。1.掩膜ROM：不可改寫(xiě)ROM由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫(xiě)入信息，用戶只可讀。2.PROM：可編程ROM用戶可進(jìn)行一次編程。存儲(chǔ)單元電路由熔絲相連，當(dāng)加入寫(xiě)脈沖，某些存儲(chǔ)單元熔絲熔斷，信息永久寫(xiě)入，不可再次改寫(xiě)。5-2

只讀存儲(chǔ)器（ROM）3.EPROM：可擦除PROM用戶可以多次編程。編程加寫(xiě)脈沖后，某些存儲(chǔ)單元的PN結(jié)表面形成浮動(dòng)?xùn)牛钃跬?，?shí)現(xiàn)信息寫(xiě)入。用紫外線照射可驅(qū)散浮動(dòng)?xùn)?，原有信息全部擦除，便可再次改?xiě)。4.EEPROM：可電擦除PROM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，具備RAM、ROM的優(yōu)點(diǎn)。但寫(xiě)入時(shí)間較長(zhǎng)。

5-2-1

EPROM27165-2-2EEPROM2816

4．讀寫(xiě)線OE、WE(R/W)

連接讀寫(xiě)控制線RD、WR。

5-3

存儲(chǔ)器的連接存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的連接：

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+1CSR/WR/W微型機(jī)存儲(chǔ)器1．?dāng)?shù)據(jù)線D0～n

連接數(shù)據(jù)總線DB0～n

2．地址線A0～N

連接地址總線低位AB0～N。3.片選線CS

連接地址總線高位ABN+1。5-3-1存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)充用多片存儲(chǔ)器芯片組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要求的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。要求擴(kuò)充后的存儲(chǔ)器系統(tǒng)引出線符合微型計(jì)算機(jī)機(jī)的總線結(jié)構(gòu)要求。一.擴(kuò)充存儲(chǔ)器位數(shù)例1用2K×1位存儲(chǔ)器芯片組成2K×8位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。例2用2K×8位存儲(chǔ)器芯片組成2K×16位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。例1用2K×1位存儲(chǔ)器芯片組成2K×8位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。當(dāng)?shù)刂?、片選和讀寫(xiě)信號(hào)有效，可并行存取8位信息例2用2K×8位存儲(chǔ)器芯片組成2K×16位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。CED0～7D0～7R/WR/WCECEA0～10A0～10D0～7D8～15R/WA0～10地址、片選和讀寫(xiě)引線并聯(lián)后引出，數(shù)據(jù)線并列引出二.擴(kuò)充存儲(chǔ)器容量例用1K×4位存儲(chǔ)器芯片組成4K×8位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。片選方法：

1.線選法

微型機(jī)剩余高位地址總線直接連接各存儲(chǔ)器片選線。

2．譯碼片選法

微型機(jī)剩余高位地址總線通過(guò)地址譯碼器輸出片選信號(hào)。

多片存儲(chǔ)器芯片組成大容量存儲(chǔ)器連接常用片選方法。二.擴(kuò)充存儲(chǔ)器容量地址線、數(shù)據(jù)線和讀寫(xiě)控制線均并聯(lián)。

為保證并聯(lián)數(shù)據(jù)線上沒(méi)有信號(hào)沖突，必須用片選信號(hào)區(qū)別不同芯片的地址空間。例三片8KB的存儲(chǔ)器芯片組成24KB容量的存儲(chǔ)器。確定各存儲(chǔ)器芯片的地址空間：D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCE1A0～12CE2D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCEA0～12CE3ⅠⅡⅢ設(shè)CE1、CE2、CE3分別連接微型機(jī)的高位地址總線AB13、AB14、AB15

ABi

15141312

1110987654

3210～15141312

111098

7654

3210 Ⅰ：1100000000000000～1101111111111111=C000H～DFFFHⅡ：1010000000000000～1011111111111111=A000H～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH2．譯碼片選法

3-8地址譯碼器：74LS1382．譯碼片選法Y0、Y1、Y2分別連接三片存儲(chǔ)器的片選端CE1、CE2、CE3AB13AB14AB15+5VA Y0BY1CY2G1

…G2A.BY774LS138各片存儲(chǔ)器芯片分配地址：CE1CE2CE3Ⅰ：0000H～1FFFHⅡ：2000H～3FFFHⅢ：4000H～5FFFH5-3-1

存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的一般連接方法和存儲(chǔ)器讀寫(xiě)時(shí)序。1.數(shù)據(jù)總線與地址總線為兩組獨(dú)立總線。

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+1CSR/WR/W微型機(jī)存儲(chǔ)器DB0～n地址輸出數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)采樣R/WAB0～N5-3-1

存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接2.微型機(jī)復(fù)用總線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與地址分時(shí)共用一組總線。單片機(jī)

AD0～n

ALER/WD0～nA0～nR/W存儲(chǔ)器Di

Qi

G地址鎖存器ALE地址鎖存地址鎖存地址輸出數(shù)據(jù)有效地址輸出數(shù)據(jù)有效AD0～n數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)采樣R/W8位地址鎖存器

74LS373、8282當(dāng)單片機(jī)外接芯片較多，超出總線負(fù)載能力，必須加總線驅(qū)動(dòng)器。單向驅(qū)動(dòng)器74LS244用于地址總線驅(qū)動(dòng)雙向驅(qū)動(dòng)器74LS255用于數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)二．微型機(jī)總線擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)MCS-51用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器的外部總線信號(hào)：P0.0～0.7： 8位數(shù)據(jù)和低8位地址信號(hào)，復(fù)用總線AD0～7。P2.0～2.7： 高8位地址信號(hào)AB8～15ALE： 地址鎖存允許控制信號(hào)PSEN： 片外程序存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)RD： 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)WR： 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)控制信號(hào)EA： 程序存儲(chǔ)器選擇5-3-3 存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接實(shí)例5-3-3 存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接實(shí)例一.擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器電路：8031擴(kuò)展2KBEPROMIntel2716常用EPROM芯片：Intel2716(2K×8位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。5-3-3 存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接實(shí)例二.擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路：常用EPROM芯片：Intel6116(2KB)、6264(8KB)、62256(32KB)。