第7章-掌握常用中、大規(guī)模數(shù)字集成電路

學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握555定時(shí)器的組成、工作原理、應(yīng)用。2．了解D／A和A／D轉(zhuǎn)換器的基本組成、基本工作原理、主要參數(shù)和應(yīng)用。下一頁第一節(jié)

555定時(shí)器的工作原理

第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換第三節(jié)存儲(chǔ)器小結(jié)下一頁返回一、555定時(shí)器的工作原理二、555定時(shí)器的應(yīng)用

返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理下一頁圖7－1555集成定時(shí)器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與引腳功能

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一、555定時(shí)器的工作原理

（一）555集成定時(shí)器電路的組成（二）555集成定時(shí)器電路的基本工作原理返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

一、555定時(shí)器的工作原理（一）555集成定時(shí)器電路的組成（1）電阻分壓器和電壓比較器由三個(gè)等值的電阻R和兩個(gè)集成運(yùn)放比較器ICl、IC2構(gòu)成。電源電壓UCC經(jīng)分壓取得比較器的輸入?yún)⒖茧妷?，在CO端無外加控制電壓時(shí)，比較器ICl輸入?yún)⒖茧妷簽?UCC/3，比較器IC2輸入?yún)⒖茧妷簽閁CC/3；CO端如有外加控制電壓可改變參考電壓值。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

一、555定時(shí)器的工作原理（一）555集成定時(shí)器電路的組成（2）基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)比較器輸出電位控制其狀態(tài)。為觸發(fā)器復(fù)位端，當(dāng)＝0時(shí)，觸發(fā)器反相輸出＝1，使定時(shí)器輸出uo＝0，同時(shí)使VT導(dǎo)通。（3）輸出緩沖器和開關(guān)管由反相放大器和集電極開路的三極管VT構(gòu)成，反相放大器用以提高負(fù)載能力并起到隔離作用。VT的集電極電流可達(dá)500mA，能驅(qū)動(dòng)較大的灌電流負(fù)載。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

一、555定時(shí)器的工作原理（一）555集成定時(shí)器電路的組成

555集成定時(shí)器可在較寬的電源電壓范圍（4．5～18V）內(nèi)正常工作，但各輸入端的信號(hào)電壓不可超過電源電壓值。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

一、555定時(shí)器的工作原理（二）555集成定時(shí)器電路的基本工作原理當(dāng)CO端無外接控制電壓時(shí)，555集成定時(shí)器的工作狀態(tài)取決于置位端、TH和的狀態(tài)。

（1）當(dāng)＝0時(shí)，＝1，uo＝0，VT飽和導(dǎo)通。（2）當(dāng)＝1且VTH＞2UCC/3、＞UCC/3時(shí),ICl＝0、＝1、Q＝0，uo＝0，VT飽和導(dǎo)通。

IC2＝1，（3）當(dāng)＝1且VTH＜2UCC/3、、Q不變，uo不變，VT狀態(tài)不變。

＞UCC/3時(shí)，ICl＝1、IC2＝1，返回第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

一、555定時(shí)器的工作原理（二）555集成定時(shí)器電路的基本工作原理

（4）當(dāng)＝1且VTH＜2UCC/3、＜UCC/3時(shí)，ICl＝1、IC2＝0，＝0、Q＝1，VT截止。返回下一頁表7-1555集成定時(shí)器的邏輯功能表

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（一）555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器（二）555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（一）555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路，如圖11-2（a）所示。返回下一頁（a）電路（b）工作波形圖7－2555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（一）555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器

（1）當(dāng)uo＝0時(shí)，由于比較器ICl＝1、IC2＝0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、＝0，uo1＝uo＝1。Ui升高時(shí)，在未到達(dá)2UCC/3以前，uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會(huì)改變。（2）Ui升高到2UCC/3時(shí)，比較器ICl輸出為0、IC2輸出為1，觸發(fā)器置0，即Q＝0、＝1，uo1＝uo＝0。此后，Ui上升到UCC，然后再降低，但在未到達(dá)UCC/3以前，uo1＝uo＝0的狀態(tài)不會(huì)改變。（3）當(dāng)Ui下降到UCC/3時(shí)，比較器ICl輸出為1、IC2輸出為0，觸發(fā)器置1，即Q＝l、＝0，uo1＝uo＝1。此后，Ui繼續(xù)下降到0，但uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會(huì)改變。工作波形如圖11-2（b）所示。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（一）555集成定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器

顯然，改變控制電壓UCO的大小，就可以改變下限閾值電壓和上限閾值電壓的大小。回差電壓（滯后電壓）：由于回差電壓的存在，該電路具有滯回特性，所以抗干擾能力也很強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)波形變換、波形整形、幅度鑒別等電路。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（二）555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于定時(shí)（產(chǎn)生一定寬度的矩形波）、整形（把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形）以及延時(shí)（把輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出）等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點(diǎn)：（1）電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。（2）在外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長(zhǎng)久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時(shí)間后電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅取決于電路本身的參數(shù)。

返回下一頁（a）電路（b）工作波形圖7-3555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（二）555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路如圖11-3（a）所示。接通UCC后瞬間，UCC通過R對(duì)C充電，當(dāng)uc上升到2UCC/3時(shí)，比較器ICl輸出為0，將觸發(fā)器置0,uo＝0。這時(shí)＝1，放電管VT導(dǎo)通，C通過VT放電，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（二）555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)ui到來時(shí)，因?yàn)閡i＜UCC/3，使IC2＝0，觸發(fā)器置1,uo由0變?yōu)閘，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。由于此時(shí)＝0，放電管VT截止，UCC經(jīng)R對(duì)C充電。雖然此時(shí)觸發(fā)脈沖已消失，比較器IC2的輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進(jìn)行，直到uc上升到2UCC/3時(shí)，比較器ICl輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo＝0，VT導(dǎo)通，C放電，電路恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)輸出脈沖寬度tp≈1.1RC，暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間即脈沖寬度也由電路的阻容元件決定。工作波形如圖11-3（b）所示。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特性可以用于實(shí)現(xiàn)脈沖整形、脈沖定時(shí)等功能。返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用

（二）555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（1）脈沖整形利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度的脈沖這一特性，可以將過窄的輸入脈沖整形成固定寬度的脈沖輸出。（2）脈沖定時(shí)同樣，利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一個(gè)固定寬度脈沖的特性，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出接至與門的一個(gè)輸入腳，與門的另一個(gè)輸入腳輸入高頻脈沖序列uA，電路示意圖如圖11-4（a）所示。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸入負(fù)向窄脈沖到來時(shí)開始翻轉(zhuǎn)，與門開啟，允許高頻脈沖序列通過與門從其輸出端uo輸出。經(jīng)過tp定時(shí)時(shí)間后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，與門關(guān)閉，禁止高頻脈沖序列輸出。由此實(shí)現(xiàn)了高頻脈沖序列的定時(shí)選通功能，其工作波形圖如圖11—4（b）所示。

返回下一頁（a）電路示意圖（b）工作波形圖圖7-4脈沖定時(shí)電路及波形返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形脈沖波的自激振蕩器，所以也稱為矩形波發(fā)生器?！岸嘀C”意指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，但有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)。所以，多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)電路。

（1）由555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的電路組成由555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖11-5（a）所示。圖中電容C、電阻R1和R2作為振蕩器的定時(shí)元件，決定著輸出矩形波正、負(fù)脈沖的寬度。定時(shí)器的觸發(fā)輸入端（2腳）及閥值輸入端（6腳）與電容C的非接地端相連；集電極開路輸出端（7腳）接R1、R2相連處，用以控制電容C的充、放電；外接控制輸入端不用時(shí)，通過0.01F的電容接地。

返回下一頁（a）電路（b）波形圖7-5由555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路及其波形返回下一頁第一節(jié)555定時(shí)器的工作原理

二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（2）工作原理多諧振蕩器的工作波形圖如圖11-5（b）所示。電路接通電源的瞬間，由于電容C來不及充電，uC＝0V，上限閾值電壓為UT+，下限閾值電壓為UT-．555集成定時(shí)器狀態(tài)為l，輸出uo為高電位。與此同時(shí)，由于集電極開路輸出端（7腳）對(duì)地?cái)嚅_，電源UCC通過R1、R2開始向電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I狀態(tài)。此后，電路按下列四個(gè)階段周而復(fù)始地循環(huán)，從而產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（2）工作原理①

暫穩(wěn)態(tài)I階段，電源UCC通過R1、R2向電容C充電，uC按指數(shù)規(guī)律上升，在uC高于上限閾值電壓UT+（2UCC/3）之前，定時(shí)器暫時(shí)仍維持1狀態(tài)，輸出uo為高電位。②翻轉(zhuǎn)I階段，電容C繼續(xù)充電，當(dāng)uC高于上限閾值電壓UT+（2UCC/3）后，定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)，輸出uo變?yōu)榈碗娢?。此時(shí)，集電極開路輸出端（7腳）由對(duì)地?cái)嚅_變?yōu)閷?duì)地導(dǎo)通。

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（2）工作原理③暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ階段，電容C開始經(jīng)R2對(duì)地放電，uc按指數(shù)規(guī)律下降，在uc低于下限閾值電壓UT-（UCC/3）之前，定時(shí)器暫時(shí)仍維持0狀態(tài)，輸出uo為低電位。④翻轉(zhuǎn)Ⅱ階段．電容C繼續(xù)放電，當(dāng)uc低于下限閾值電壓UT-（UCC/3）后，定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為l狀態(tài)，輸出uo變?yōu)楦唠娢弧４藭r(shí)，集電極開路輸出端（7腳）由對(duì)地導(dǎo)通變?yōu)閷?duì)地?cái)嚅_。此后，振蕩器又回復(fù)到暫穩(wěn)態(tài)I階段。多諧振蕩器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)I的維持時(shí)間，即輸出uo的正向脈沖寬度為t1＝0.7（R1十R2）C

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（2）工作原理暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ的維持時(shí)間，即輸出u。的負(fù)向脈沖寬度為t2＝O.7R2C因此，振蕩周期為T＝t1十t2＝0.7（R1十2R2）C振蕩頻率f＝1／T。正向脈沖寬度t1與振蕩周期T之比稱為矩形波的占空比D，由上述條件可得

由此可見，只要適當(dāng)選取C的大小，即可通過調(diào)節(jié)R1、R2的值達(dá)到調(diào)節(jié)振蕩器輸出信號(hào)頻率及占空比的目的。若使R2>>R1，則D＝0.5，也即輸出信號(hào)的正、負(fù)向脈沖寬度接近相等。

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（3）多諧振蕩器應(yīng)用舉例①模擬聲響發(fā)生器用兩個(gè)多諧振蕩器可構(gòu)成模擬聲響發(fā)生器，如圖11-6（a）所示。圖中振蕩器I的輸出uo1接至振蕩器Ⅱ的復(fù)位輸入端（4腳），振蕩器Ⅱ的輸出uo2驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。適當(dāng)選擇R、C的參數(shù)值．使振蕩器I的振蕩頻率為lHz，振蕩器Ⅱ的振蕩頻率為2kHz。在uo1輸出正向脈沖期間，uo2有2kHz音頻信號(hào)輸出，揚(yáng)聲器發(fā)聲；在uo1輸出負(fù)向脈沖期間，振蕩器Ⅱ的定時(shí)器被復(fù)位，振蕩器Ⅱ停止振蕩，uo2輸出恒定不變的高電位，此時(shí)揚(yáng)聲器無音頻輸出。工作波形如圖11—6（b）所示。

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二、555定時(shí)器的應(yīng)用（三）555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（3）多諧振蕩器應(yīng)用舉例②電壓—頻率轉(zhuǎn)換器由555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器中，若定時(shí)器控制輸入端不經(jīng)電容接地，而是外加一個(gè)可變的電壓源，則通過調(diào)節(jié)該電壓源的值，可以改變定時(shí)器觸發(fā)電位和閥值電位的大小。外加電壓越大，振蕩器輸出脈沖周期越大，即頻率越低；外加電壓越小，振蕩器輸出脈沖周期越小，即頻率越高。這樣，多諧振蕩器就實(shí)現(xiàn)了將輸入電壓大小轉(zhuǎn)換成輸出頻率高低的電壓—頻率轉(zhuǎn)換器的功能。

返回下一頁隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，模擬量和數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換變得十分重要。例如，用數(shù)字系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。由于生產(chǎn)過程所處理的常常是反映溫度、壓力、流量、位移等變化的模擬量，不能為數(shù)字系統(tǒng)所直接處理，需要先將模擬量轉(zhuǎn)換為與之相應(yīng)的數(shù)字量，經(jīng)由數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理；經(jīng)處理后的輸出為數(shù)字量，需要再將它轉(zhuǎn)換為與之相應(yīng)的模擬量，去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。再如在數(shù)字儀表中，也必須將被測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示。將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)稱為數(shù)／模（D／A）轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)D／A轉(zhuǎn)換的電路稱為數(shù)／模轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱DAC）。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)稱為模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換的電路稱為模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱ADC）。這個(gè)控制過程可用圖11-7表示。數(shù)／模和模/數(shù)變換器是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的重要接口，也是數(shù)字測(cè)量和數(shù)字控制系統(tǒng)的重要部件，隨著微機(jī)和集成電路的發(fā)展，數(shù)／模和模/數(shù)變換器應(yīng)用越來越普遍。第二節(jié)

模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換

返回下一頁圖7－7數(shù)模處理系統(tǒng)返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

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模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

D／A轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與輸入數(shù)字量成正比的輸出模擬量。由于構(gòu)成數(shù)字代碼的每一位都有一定的“權(quán)”，因此為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須將數(shù)字量中的每一位代碼按其“權(quán)”轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后再將代表各位代碼的模擬量相加即可得到與該數(shù)字量成正比的模擬量。這就是構(gòu)成數(shù)/模變換器的基本思想。常用的D／A轉(zhuǎn)換器有：權(quán)電阻DAC、R-2RT型電阻DAC、R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC等幾種類型。由于倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度較快，獲得了廣泛的應(yīng)用，下面簡(jiǎn)要介紹它的工作原理。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（一）R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器（二）D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（三）集成D/A轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（一）R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器是由倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬電子開關(guān)、求和放大器及基準(zhǔn)電壓UREF等幾個(gè)主要部分組成，如圖11-8所示。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁圖7－8倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（一）R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器四個(gè)可模擬電子開關(guān)受數(shù)字量的數(shù)字代碼控制，當(dāng)D3—D0輸入的信號(hào)是“1”時(shí)，電子開關(guān)將把電阻2R接到求和放大器的反相輸入端；輸入的信號(hào)是“0”時(shí)，將電阻接地。因?yàn)檫\(yùn)算放大器的反相輸入端為“虛地”，所以模擬電子開關(guān)無論在哪個(gè)位置，2R電阻的上端都是接地。流過每一個(gè)2R電阻的電流始終不變。在圖11-8中，從A、B、C、D任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)往右看，其等效電阻均為R。因此，由基準(zhǔn)電壓UREF提供的電流I＝UREF／R保持恒定。該電流每經(jīng)過一個(gè)結(jié)點(diǎn)，便分為相等的兩路電流流出。因此輸出電壓為：第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（一）R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器取RF＝R，并設(shè)倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)有n位，則輸出電壓為：（11-1）由此可見，輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量成正比，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（二）D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）分辨率是說明DAC輸出最小電壓的能力。它是指最小輸出電壓（對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量?jī)H最低位為1）與最大輸出電壓（對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量各有效位全為1）之比。分辨率=式中，n表示輸入數(shù)字量的位數(shù)?？梢?，n越大，分辨最小輸出電壓的能力也越強(qiáng)，分辨率越高。如8位D／A轉(zhuǎn)換器，最小輸出電壓與數(shù)字00000001對(duì)應(yīng)，而最大輸出電壓與數(shù)字11111111對(duì)應(yīng)。所以，分辨率1/（28-1）=1/255=0.0039。（2）精度指輸出模擬電壓的實(shí)際值和理論值之差，即最大靜態(tài)誤差，誤差主要是參考電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)值、運(yùn)算放大器零點(diǎn)漂移、模擬開關(guān)的壓降、電阻值誤差等引起的。顯然，這個(gè)差值越小，電路的轉(zhuǎn)換精度越高。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）

（二）D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（3）轉(zhuǎn)換速度指D／A轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的最大時(shí)間。即指DAC從輸入數(shù)字信號(hào)開始到輸出模擬電壓或電流達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)所用的時(shí)間。（4）線性度。通常用非線性誤差的大小表示D／A轉(zhuǎn)換器的線性度，并且把偏離理想的輸入-輸出特性的偏差與滿刻度輸出之比的百分?jǐn)?shù)定義為非線性誤差。除以上幾個(gè)主要技術(shù)數(shù)據(jù)外，還有輸入電壓的高低電平、功率消耗、溫度系數(shù)等，使用時(shí)可查閱有關(guān)資料。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁一、數(shù)—模轉(zhuǎn)換器（DAC）（三）集成D/A轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介

R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC的電阻網(wǎng)絡(luò)只有兩種阻值，便于集成，而且由于流過各支路的電流恒定不變，因此在開關(guān)狀態(tài)變化時(shí)，不需要電流建立時(shí)間，所以轉(zhuǎn)換速度高，是目前應(yīng)用最多的DAC集成電路，按輸入的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)分類有8位、10位、12位和16位等。例如5G7520是10位的倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)集成D／A轉(zhuǎn)換器。倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)、CMOS模擬開關(guān)、求和放大器的反饋電阻被集成，求和放大器是外接的，如圖11-9所示。其中D0～D9是輸入的10位數(shù)字量，UREF是基準(zhǔn)電壓。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁圖13-95G7520D/A轉(zhuǎn)換器返回下一頁一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）（三）集成D/A轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介

由于輸入是10位的數(shù)字量，故把n＝l0代入式（11-1），可得對(duì)應(yīng)的模擬量輸出。三個(gè)調(diào)零電位器是：RP3是調(diào)零電位器，通過調(diào)節(jié)RP3，使輸入電壓為0時(shí)，輸出電壓也為0；RP1是R1上串接的外接電阻，可用來增加輸出電壓，方法是：將輸入數(shù)字全接1，調(diào)RP1使u0達(dá)到預(yù)定滿量程值；RP2是用來減少輸出電壓的，方法與調(diào)RP1相同。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁（a）引腳排列圖（b）D/A轉(zhuǎn)換電路圖7-10集成D/A轉(zhuǎn)換器返回下一頁[例13.1]

計(jì)算10位D／A轉(zhuǎn)換器的分辨率。若Rt＝5V，試計(jì)算最大輸出模擬電壓和最小輸出模擬電壓；當(dāng)D為1000010011時(shí)的輸出電壓。[解]D＝1111111111時(shí)，輸出模擬電壓最大為D＝0000000001時(shí)，輸出模擬電壓最小為分辨率為D為1000010011時(shí)的輸出電壓第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換一、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)需要經(jīng)過采樣、保持、量化和編碼四個(gè)步驟。圖11-11（a）是ADC示意框圖。

第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁

（a）圖7-11ADC示意圖（b）返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換的步驟是：輸入端輸入的模擬電壓，經(jīng)采樣、保持、量化和編碼四個(gè)過程的處理，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼輸出。采樣就是利用模擬開關(guān)將連續(xù)變化的模擬量變成離散的數(shù)字量，如圖11-11（b）中波形②所示。由于經(jīng)采樣后形成的數(shù)字量寬度較窄，經(jīng)過保持電路可將窄脈沖展寬．形成梯形波，如圖11-11（b）中波形④所示。量化和編碼就是將梯形波中某一階梯電壓值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼。經(jīng)過這一過程，就實(shí)現(xiàn)了模／數(shù)轉(zhuǎn)換。目前集成模／數(shù)轉(zhuǎn)換器種類較多，有八位和十位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（一）A／D轉(zhuǎn)換器工作原理（二）A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（三）A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用（四）集成A/D轉(zhuǎn)換器第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（一）A／D轉(zhuǎn)換器工作原理A／D轉(zhuǎn)換器分直接型和間接型兩大類。并行A／D轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)型A／D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器屬于直接型A／D轉(zhuǎn)換器；單積分A／D轉(zhuǎn)換器、雙積分A／D轉(zhuǎn)換器等屬于間接型A／D轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)以逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器為例說明工作原理。逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器的原理是通過對(duì)模擬量不斷地進(jìn)行逐次比較、鑒別，直到最末一位為止。這和用天平稱物體的原理相仿。逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器的原理如圖11-12所示。它是由數(shù)碼寄存器、D／A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器和控制電路等四個(gè)基本部分組成。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁圖7-12A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（一）A／D轉(zhuǎn)換器工作原理時(shí)鐘脈沖經(jīng)控制電路先將數(shù)碼寄存器最高位置1，若寄存器是八位，則使其輸出數(shù)字為10000000。經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓Uf，再送比較器與采樣保持電壓U1相比較，如果U1＜Uf，表明數(shù)字過大，于是控制電路將寄存器的最高位的1清除，變?yōu)?；若U1>Uf，說明寄存器內(nèi)的數(shù)字比模擬信號(hào)小，則寄存器的最高位的1保留。然后再將寄存器的次高位置1，同理，寄存器的輸出經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換并與模擬信號(hào)比較，根據(jù)比較結(jié)果，決定次高位是清除還是保留。這樣逐位比較下去，一直比較到最低有效位為止。顯然寄存器的最后數(shù)字就是A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（二）A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）分辨率以二進(jìn)制代碼位數(shù)表示，位數(shù)越多，量化誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高，能分辨的最小輸入模擬電壓就越小。分辨率=式中，F(xiàn)SR是輸入的滿量程模擬電壓。例如輸入模擬電壓為10V時(shí)，若用8位A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，則分辨度為：10V／28＝39．06mV，若用10位A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，則分辨度為：10V／210＝9.76mV；第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（二）A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（2）相對(duì)誤差指A／D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出數(shù)字量和理想輸出數(shù)字量之間的差別，通常以最低位有效位的倍數(shù)表示。例如，給出相對(duì)誤差LSB／2。這表明實(shí)際輸出數(shù)字量和理論計(jì)算出數(shù)字量之間的誤差不大于最低值的一半。（3）轉(zhuǎn)換速度完成一次A／D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間，轉(zhuǎn)換時(shí)間是從接到模擬信號(hào)開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)歷的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，說明轉(zhuǎn)換速度越高。一般低速為l～30ms，中速為50ms左右，高速為50ns左右。此外還有功耗、溫度系數(shù)、電源電壓、電壓范圍等。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（三）A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用雙積分A／D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，但轉(zhuǎn)換速度不高。常用的雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器如MC14433精度為3位（指4位十進(jìn)制數(shù)，但最高位只能是0或1，通稱“半位”，相當(dāng)于11位二進(jìn)制數(shù)），具有功耗低、功能完備、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度僅為3～10次/秒，主要用于各種數(shù)字式儀表中。數(shù)字式萬用表是電工電子技術(shù)中使用非常廣泛的測(cè)量?jī)x表，內(nèi)部有A／D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。它具有自動(dòng)化和智能化程度高、測(cè)量范圍廣、讀數(shù)直觀準(zhǔn)確、過載能力強(qiáng)、直接顯示極性、測(cè)量速度快等特點(diǎn)。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁測(cè)量時(shí)，被測(cè)量（電阻、電壓、電流）先轉(zhuǎn)換為適當(dāng)大小的直流電壓，直流電壓U經(jīng)過量程選擇電路加到ADC上，將轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過譯碼顯示電路顯示出測(cè)量的結(jié)果。圖7-13數(shù)字式萬用表電路結(jié)構(gòu)框圖返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（四）集成A/D轉(zhuǎn)換器目前，一般用的大多是單片集成模／數(shù)變換器，其種類很多，例如ADC0801、ADC0804、ADC0809等，ADC0804是應(yīng)用較多的逐次逼近型集成A/D轉(zhuǎn)換器，是CMOS集成電路。其分辨率是8位，相對(duì)精度1LSB，轉(zhuǎn)換速度約為100s。在使用時(shí)可查閱產(chǎn)品手冊(cè)，以了解其外引線排列及使用要求。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁圖7-14ADC0804引腳排列圖返回下一頁二、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）（四）集成A/D轉(zhuǎn)換器VCC：電源電壓端。該芯片由單一+5V電源供電。VREF/2：參考電壓端。是芯片同部電阻網(wǎng)絡(luò)所需用的基準(zhǔn)電壓，該電壓應(yīng)是輸入電壓范圍的1/2。如輸入電壓是0.5～4.5V，則于該引腳處外加2V電壓。當(dāng)輸入電壓是0～5V時(shí)，該引腳可以懸空，基準(zhǔn)電壓可由VCC經(jīng)內(nèi)部分壓得到。DGND和AGND：分別是數(shù)字接地端和模擬接地端。兩者分別設(shè)置是為了減小兩部分電路之間的干擾。UIN（+）和UIN（-）：被轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)自該兩端加入，此信號(hào)為差動(dòng)電壓信號(hào)或不共地的電壓信號(hào)。DB7～DB0：8位數(shù)字信號(hào)的輸出端?？芍苯咏又料到y(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上，無須加接口電路。DLK和CLKR：時(shí)鐘脈沖端。時(shí)鐘脈沖的頻率決定了芯片內(nèi)部的工作節(jié)拍。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換返回下一頁半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種能存儲(chǔ)大量二進(jìn)制數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件，它是由許多存儲(chǔ)單元組成的。每個(gè)存儲(chǔ)單元都有惟一的地址代碼加以區(qū)分，而且一個(gè)存儲(chǔ)單元一般只能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的種類很多，從數(shù)據(jù)的存取情況來看，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器兩大類。隨機(jī)存儲(chǔ)器在正常工作狀態(tài)下可以隨機(jī)地向存儲(chǔ)器任意存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)或從任意存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，其英文名稱為：RandomAccessMemory，縮寫為RAM。在斷電后，RAM中的信息會(huì)丟失。只讀存儲(chǔ)器在正常工作時(shí)，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)只能讀出，不能寫入。只讀存儲(chǔ)器的英文名稱為：ReadOnlyMemory，縮寫為ROM。在斷電后，ROM中的信息不會(huì)丟失。第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的應(yīng)用十分廣泛，只讀存儲(chǔ)器作為計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器用來長(zhǎng)期存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的一些程序和數(shù)據(jù)，隨機(jī)存儲(chǔ)器作為CPU的緩存，用來暫時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)當(dāng)前用到的指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器不僅在計(jì)算機(jī)中是不可缺少的器件．而且在其他電子系統(tǒng)中的應(yīng)用也很多，例如，來電顯示電話、復(fù)讀機(jī)、CD機(jī)和大量的音頻、視頻產(chǎn)品也要用到存儲(chǔ)器。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器二、隨機(jī)存儲(chǔ)器

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)永久保存的和半永久保存的數(shù)據(jù)的器件。存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)不能改變或者是需要專用的設(shè)備才能改變，但數(shù)據(jù)能從存儲(chǔ)器中讀出，這樣的存儲(chǔ)器就是只讀存儲(chǔ)器。在數(shù)字系統(tǒng)中，只讀存儲(chǔ)器常用來存儲(chǔ)重復(fù)使用的數(shù)據(jù)，例如表格、計(jì)算機(jī)程序等，在斷電后，只讀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（一）只讀存儲(chǔ)器的分類（二）掩模只讀存儲(chǔ)器（三）可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（一）只讀存儲(chǔ)器的分類只讀存儲(chǔ)器的分類如下所示。其中：掩模只讀存儲(chǔ)器（MROM）是數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器的制作過程中就永久的保存在存儲(chǔ)陣列中的只讀存儲(chǔ)器?？删幊讨蛔x存儲(chǔ)器（PROM）是用戶使用專用編程設(shè)備可以進(jìn)行一次性編程的只讀存儲(chǔ)器。掩模和可編程只讀存儲(chǔ)器可以使用CMOS或雙極性工藝制作。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（一）只讀存儲(chǔ)器的分類可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器只能使用M0S工藝制作，它可分為：紫外線可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（UVEPROM）是可用紫外線擦除數(shù)據(jù)、用專用編程設(shè)備寫入數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器。擦除數(shù)據(jù)時(shí)，需要將該存儲(chǔ)器芯片用紫外光照射幾十分鐘。電可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM或E2PROM）是電擦除數(shù)據(jù)和編程的只讀存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)的擦除只需幾個(gè)毫秒。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（二）掩模只讀存儲(chǔ)器掩模只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是在制作過程中寫入的，數(shù)據(jù)一旦寫入就不能改變。由MOS晶體管組成的掩模只讀存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元如圖11-15所示。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁（a）（b）圖7-15掩模只讀存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（二）掩模只讀存儲(chǔ)器在存儲(chǔ)單元中，行線是地址線，該線連接到MOS晶體管的柵極，連接到MOS晶體管源極的列線是數(shù)據(jù)線，電阻R是保持列線為低電平的端接電阻。當(dāng)行線是高電平時(shí)MOS晶體管導(dǎo)通，使列線為高電平，則可以說該存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的是1，這種情況如圖11-15（a）所示；若是行線與MOS晶體管的柵極不連接，則當(dāng)行線是高電平時(shí)，MOS晶體管不導(dǎo)通，列線為低電平，則可以說該存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的是0，如圖11-15（b）所示。第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（二）掩模只讀存儲(chǔ)器一個(gè)存儲(chǔ)單元為16×8掩模只讀存儲(chǔ)器如圖11-16所示，該只讀存儲(chǔ)器由地址譯碼器和存儲(chǔ)單元陣列組成。若在制造時(shí)使MOS管的柵極與行線相連，則相當(dāng)于存儲(chǔ)了二進(jìn)制數(shù)據(jù)1，若是不相連，則相當(dāng)于存儲(chǔ)了二進(jìn)制數(shù)據(jù)0。實(shí)際的存儲(chǔ)器具有更復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如一個(gè)256×4的只讀存儲(chǔ)器的邏輯符號(hào)如圖11-17所示。當(dāng)8位地址碼加到該只讀存儲(chǔ)器的地址線上，則有一組4位數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在輸出端，該存儲(chǔ)器在控制信號(hào)和為低電平時(shí)輸出數(shù)據(jù)。第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁

圖7-16簡(jiǎn)單掩模存儲(chǔ)器返回下一頁圖7-17256×4只讀存儲(chǔ)器符號(hào)返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（三）可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）PROM的結(jié)構(gòu)與掩模只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)是一樣的，只是在出廠時(shí)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中都存入了1。熔絲存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的可編程只讀存儲(chǔ)器如圖11-18所示。可以看山，每個(gè)存儲(chǔ)單元中都有連接MOS晶體管源極和列線的熔絲，該熔絲通表示存儲(chǔ)l，熔絲斷表示存儲(chǔ)0。熔絲也可以用兩個(gè)背靠背連接的二極管代替，在編程時(shí)，在兩個(gè)背靠背二極管上加編程電壓．編程電壓的大部分降落在反偏二極管上，產(chǎn)生大的電流，使其PN結(jié)擊穿導(dǎo)通，這樣就將數(shù)據(jù)1寫入了存儲(chǔ)單元。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁圖7-18具有熔絲結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元陣列返回下一頁圖7-19可編程只讀存儲(chǔ)器的編程示意圖返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（三）可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）圖11-19所示的是可編程只讀存儲(chǔ)器的編程示意圖。編程時(shí)，首先將地址碼放在可編程只讀存儲(chǔ)器的地址線上，然后在需要存入0的單元輸出線（列線）上加上編程脈沖，使熔絲熔斷，將0寫入存儲(chǔ)單元。編程可以人工進(jìn)行，只要做一個(gè)類似圖11-19的數(shù)字電路，就可以對(duì)可編程只讀存儲(chǔ)器進(jìn)行逐個(gè)地址編程。實(shí)際上編程是在計(jì)算機(jī)軟件支持下的專用編程器中進(jìn)行，而寫入可編程只讀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)一般都是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件；例如十六進(jìn)制文件（HEX）或JEDEC文件?？删幊讨蛔x存儲(chǔ)器（PRM）屬于一次性編程器件，數(shù)據(jù)一旦寫入就不可改變。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）EPROM是可以擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器，在擦除了數(shù)據(jù)之后，該存儲(chǔ)器可以再次編程。EPROM使用浮置柵極的MOSFET作為存儲(chǔ)單元，浮置柵極周圍都是氧化物絕緣材料，因而與外界沒有任何導(dǎo)電連接，所以可以長(zhǎng)時(shí)間地保存電荷。數(shù)據(jù)就是由浮置柵極中是否存有電荷來表示的，而數(shù)據(jù)的擦除就是去掉浮置柵極中的電荷。有兩種EPROM，一種是紫外線擦除的PROM，另一種是電擦除的PROM

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）（1）紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（UVEPROM）紫外線擦除的PROM的封裝上有一個(gè)供紫外線擦除數(shù)據(jù)的透明石英玻璃窗。在存儲(chǔ)單元中，使用浮置雪崩注入M0S管（FAMOS）。編程過程就是利用雪崩擊穿使電子進(jìn)入絕緣柵極，使絕緣柵極帶負(fù)電，形成導(dǎo)電溝道；擦除過程是用紫外線照射存儲(chǔ)單元，使電子具有能量從絕緣柵極中逃出，使導(dǎo)電溝道消失。浮置柵極M0S管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和使用浮置柵極MOS管的存儲(chǔ)單元如圖11-20所示。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁結(jié)構(gòu)符號(hào)存儲(chǔ)單元實(shí)用時(shí)要注意編程后的芯片在陽光的影響和室內(nèi)日光燈的照射下，經(jīng)過3年時(shí)間在浮柵的電荷可泄漏完。若在太陽光直射下，約一個(gè)星期電荷可泄漏完。所以，在正常使用和儲(chǔ)藏時(shí)，應(yīng)在芯片窗口上貼上黑色的保護(hù)紙。圖7-20浮置柵極MOS管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和存儲(chǔ)單元圖返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）（2）電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）EPROM芯片的擦除需要將芯片取下，用紫外線照射十幾分鐘，而且是整片擦除，相對(duì)來說改寫操作速度慢、不方便。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了一種稱為電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱EEPROM或E2PROM，其存儲(chǔ)信息的原理類似于UVEPROM，但擦除的原理不同。EEPROM是通過在存儲(chǔ)信息的M0S管的源極和漏極之間加一個(gè)較高的電壓，使浮柵上的電荷跑掉，它可以整片擦除，也可以擦除指定的單元。EEPROM具有EPROM可重編程的特點(diǎn)，又具有擦除速度快、可按單元擦除的優(yōu)點(diǎn)。

第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）（2）電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）E2PROM的存儲(chǔ)單元中采用了一種叫做浮柵隧道氧化層MOS管，簡(jiǎn)稱Flotox管，結(jié)構(gòu)和符號(hào)見圖11-21。

Flotox管是N溝道增強(qiáng)型MOS管，有兩個(gè)柵極—控制柵極GC和浮置柵極Gf，該管的浮置柵與漏區(qū)之間有一個(gè)氧化層極薄的（厚度小于2×l0-8m）區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱為隧道區(qū)，當(dāng)隧道區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于107V／cm時(shí)，就會(huì)形成導(dǎo)電隧道，電子可以雙向通過，形成電流，這種現(xiàn)象稱為隧道效應(yīng)。

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圖7-21Flotox管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)

返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）（2）電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）圖11-22是用Flotox管組成的存儲(chǔ)單元，其中V1管是Flotox管，而V2管是普通N溝道增強(qiáng)MOS管．該管的作用是選通。根據(jù)浮置柵上是否充有負(fù)電荷來區(qū)分單元的1或0狀態(tài)。擦除時(shí)，在控制柵極和行線上加幅度為20V，寬度為10ms的脈沖電壓，數(shù)據(jù)線接0v，使Flotox管漏極接地，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，漏區(qū)的電子通過隧道區(qū)進(jìn)入浮置柵極。擦除后的存儲(chǔ)單元存有數(shù)據(jù)1。第三節(jié)存儲(chǔ)器返回下一頁

圖7-22Flotox管組成的存儲(chǔ)單元返回下一頁一、只讀存儲(chǔ)器（四）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）（2）電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）編程時(shí)，將寫入數(shù)據(jù)0的浮置柵極中的電荷放掉，方法是在控制柵極加0v電壓，然后在行線和數(shù)據(jù)線上加幅度為20V，寬度為10ms的脈沖電壓，相當(dāng)于Flotox管漏極接20V電壓，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，使浮置柵極中的電荷通過隧道區(qū)放電。讀出數(shù)據(jù)時(shí)，在控制柵極加3V電壓，在行線上加5