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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着
2、，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国
3、已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过
4、了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅7-1-2第七章第七章 半导体存储器半导体存储器内容提要内容提要 本章系统介绍半导体存储器的工作本章系统介绍半导体存储器的工作原理和使用方法，此外，讲述了存储器原理和使用方法，此外，讲述了存储器扩展存储容量的连接方法及用存储器设扩展存储容量的连接方法及用存储器设计组合逻辑电路计组合逻辑电路的概念。的概念。7-1-97-1-10用简化画法。凡是有二极管的位置，均用交叉点用简化画法。凡是有二极管的位置，均用交叉点“.”表示，并且省略电阻、输出缓冲器
5、和电源等符号表示，并且省略电阻、输出缓冲器和电源等符号7-1-11注：注： a. 通常将每个输出的代码叫一个通常将每个输出的代码叫一个“字字”（WORD），），W0W1为字线，为字线，D0D3为位线，其相交为位线，其相交叉的点就是一个存储单元，其中有二极管的相当于存叉的点就是一个存储单元，其中有二极管的相当于存1,没有二极管相当于存没有二极管相当于存0。 交叉点的数目即为存储单元数。习惯上用存储单元交叉点的数目即为存储单元数。习惯上用存储单元的数目表示存储器的存储量的数目表示存储器的存储量 （或称为容量）即（或称为容量）即存储容量字数存储容量字数位数位数7-1-12b. 二极管二极管ROM的电
6、路结构简单，故集成度可以做的很的电路结构简单，故集成度可以做的很高，可批量生产，价格便宜。高，可批量生产，价格便宜。c. 可以把可以把ROM看成一个组合逻辑电路，每一条字线看成一个组合逻辑电路，每一条字线就是对应输入变量的最小项，而位线是最小项的或，就是对应输入变量的最小项，而位线是最小项的或，故故ROM可实现逻辑函数的与或标准式。可实现逻辑函数的与或标准式。7-1-13 右图是右图是使用使用 MOS 管的管的ROM 矩阵：字线矩阵：字线和位线间和位线间有有 MOS 管的管的单元存储单元存储 “1”，无，无 MOS 管的管的单元存储单元存储 “0”。017-1-14 在前面介绍的两种存储器中，
7、其存储单元中在前面介绍的两种存储器中，其存储单元中的内容在出厂时已被完全固定下来，使用时不的内容在出厂时已被完全固定下来，使用时不能变动，称为能变动，称为固定固定 ROM 。 有一种可编程序的有一种可编程序的 ROM ，在出厂时全部存，在出厂时全部存储储 “1”，用户可根据需要将某些单元改写为，用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,然而只能改写一次，称其为然而只能改写一次，称其为 PROM。 若将熔丝烧断，若将熔丝烧断，该单元则变成该单元则变成“0”。显然，一旦烧断后不显然，一旦烧断后不能再恢复。能再恢复。7-1-15 PROM 中的内容只能写一次，有时中的内容只能写一次，有时仍嫌不方便，于
8、是又发展了一种可以改仍嫌不方便，于是又发展了一种可以改写多次的写多次的 ROM，简称，简称 EPROM。它所存。它所存储的信息可以用紫外线或储的信息可以用紫外线或 X 射线照射擦射线照射擦去，然后又可以重新编制信息。去，然后又可以重新编制信息。 ROM 的的主要技术指标主要技术指标是是存储容量存储容量。 它它一般用一般用 存储字数：存储字数：2N 输出位数：输出位数：M 来表示来表示( 其中其中N为存储器的为存储器的地址线数地址线数 )。例。例如：如：128字字 8位、位、1024字字 8位等。位等。7-1-167.2.2 ROM的应用举例的应用举例1. 用于存储固定的专用程序用于存储固定的专
9、用程序2. 利用利用ROM可实现查表或码制变换等功能可实现查表或码制变换等功能 查表查表功能功能 查某个角度的三角函数查某个角度的三角函数 把变量值（角度）作为地址码，其对应的函把变量值（角度）作为地址码，其对应的函数值作为存放在该地址内的数据，这称为数值作为存放在该地址内的数据，这称为 “造造表表”。使用时，根据输入的地址。使用时，根据输入的地址(角度角度)，就可在，就可在输出端得到所需的函数值，这就称为输出端得到所需的函数值，这就称为“查表查表”。 码制变换码制变换 把欲变换的编码作为地址，把欲变换的编码作为地址，把最终的目的编码作为相应存储单元中的内容把最终的目的编码作为相应存储单元中的
10、内容即可。即可。7-1-173. ROM 在波形发生器中的应用在波形发生器中的应用ROMD/A计计数数器器CP计数脉冲计数脉冲送示波器送示波器34A1A2A0D3D2D1D0D/A010000000000011111111111000000000000000000000011111111111248129637-1-18ROMD/A计计数数器器CP计数脉冲计数脉冲送示波器送示波器34uoA1A2A0D3D2D1D0D/A01000000000001111111111100000000000000000000001111111111124812963tuo07-1-19 读写存储器又称读写存储器
11、又称随机存储器随机存储器。 读写存储器的特点是：在工作过程中，既读写存储器的特点是：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出信息，又可以把可从存储器的任意单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称为随机外界信息写入任意单元，因此它被称为随机存储器，简称存储器，简称 RAM 。Random Access Memory. RAM 按功能可分为按功能可分为 静态、动态两类；静态、动态两类； RAM 按所用器件又可分为双极型和按所用器件又可分为双极型和 MOS型两种。型两种。7.3 读写存储器读写存储器( RAM )7-1-20*存储矩阵存储矩阵：它是由许多存储单元排列而成，每个存：它是由
12、许多存储单元排列而成，每个存储单元都能存储储单元都能存储1位二值数据（位二值数据（1或或0)，在译码器和读，在译码器和读/写电路的控制下，即可写入数据，也可读出数据。写电路的控制下，即可写入数据，也可读出数据。7.3.1 静态随机存储器（静态随机存储器（SRAM）7-1-21 地址译码器一般都分为地址译码器一般都分为行地址译码器和列地址译行地址译码器和列地址译码器码器两部分。两部分。行地址行地址译码器将输入的地址代码的若干译码器将输入的地址代码的若干位位A0Ai译成某一条字线的输出高、低电平信号，从存译成某一条字线的输出高、低电平信号，从存储矩阵中选中储矩阵中选中一行一行存储单元；存储单元；7
13、-1-22列地址译码器将输入地址代码的其余几位列地址译码器将输入地址代码的其余几位Ai1 An1译成某一根输出线上的高、低电平信号，从字线选中译成某一根输出线上的高、低电平信号，从字线选中的的一行存储单元中再选一行存储单元中再选1位（或几位），位（或几位），使这些被选使这些被选中的单元经读中的单元经读/写控制电路与输入写控制电路与输入/输出接通，以便对输出接通，以便对这些单元进行读、写操作。这些单元进行读、写操作。7-1-23 读读/写控制电路用于对电路的工作状态进行控制。当写控制电路用于对电路的工作状态进行控制。当读读/写控制信号写控制信号R/W =1时，执行读操作时，执行读操作，将存储单元
14、里，将存储单元里的数据送到输入的数据送到输入/输出端上；输出端上；当当 R/W 0时，执行写操时，执行写操作，作，加到输入加到输入/输出端上的数据被写入存储单元中。在读输出端上的数据被写入存储单元中。在读/写控制电路中另设有写控制电路中另设有片选输入端片选输入端 CS 。当。当CS 0时，时，RAM为正常工作状态；当为正常工作状态；当CS 1时，所有的输入时，所有的输入/输出输出端均为高阻态，不能对端均为高阻态，不能对RAM进行读进行读/写操作。写操作。7-1-24 地址线是单向的，它传送地址码（二进制），以便按地地址线是单向的，它传送地址码（二进制），以便按地址访问存储单元。址访问存储单元。
15、 数据线是双向的，它将数据码（二进制数）送入存储矩数据线是双向的，它将数据码（二进制数）送入存储矩阵或从存储矩阵读出。阵或从存储矩阵读出。 读读/写控制线传送读（写）命令，即读时不写，写时不读。写控制线传送读（写）命令，即读时不写，写时不读。7-1-257.3.3 RAM组件及其连接组件及其连接 常用常用RAM组件的类型很多，以下介绍组件的类型很多，以下介绍两种：两种：RAM2114和和RAM6116。 RAM2114共有共有10根地址线，根地址线，4根数据线。根数据线。故其容量为：故其容量为：1024字字4位（又称为位（又称为1K 4）RAM6116的容量为：的容量为：2048字字8位位 （
16、又称为（又称为2K 8）7-1-26用两片用两片2114 将位数由将位数由 4位扩展到位扩展到 8位，位，接线如下图：接线如下图： 7.4 存储容量的扩展存储容量的扩展 1. 位数的扩展位数的扩展：把各片对应的地址线连接在一：把各片对应的地址线连接在一起，起，数据线并列使用即可。数据线并列使用即可。 若每一片若每一片ROM或或RAM的的字数够用而位数不足字数够用而位数不足时，时，应采用应采用位扩展方式位扩展方式。接法：将各片的地址线、读写线、。接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可。片选线并联即可。7-1-277-1-282. 字数的扩展：字数的扩展： 各片各片RAM对应的对应的数据线联
17、接在一起数据线联接在一起；低位地址线也并联接起来，而高位的地址线，低位地址线也并联接起来，而高位的地址线，首先通过译码器译码，然后将其输出按高低首先通过译码器译码，然后将其输出按高低位接至各片的选片控制端位接至各片的选片控制端。 若每一片存储器若每一片存储器(ROM或或RAM）的）的数据数据位数够而字数不够位数够而字数不够时，则需要采用时，则需要采用字扩展方式字扩展方式，以扩大整个存储器的字数，以扩大整个存储器的字数，得到字数更多的存储器。得到字数更多的存储器。7-1-29 如用如用2114接成接成4096字字4位的存储器时，位的存储器时，需要需要4个个2114组件，共组件，共12根地址线。连
18、接根地址线。连接时，将各片中的低位地址时，将各片中的低位地址A0-A9对应相对应相连；而高位地址连；而高位地址A10、A11经经2-4译码，按译码，按高低位控制高低位控制4片片2114的的CS端。端。7-1-307-1-31A11A10选中片序号选中片序号 对应的存储单元对应的存储单元 0 0 1 1 1 0 0 12114(1)2114(2)2114(3)2114(4)0000 10231024 20472048 30713072 4095 用用2114接成接成4096字字4位型存储器时，高位位型存储器时，高位地址和存储单元的关系如下表：地址和存储单元的关系如下表：7-1-32例例1 若存储
19、器的容量为若存储器的容量为512k8位，则地址代位，则地址代 码应取几位？码应取几位？19位地址代码位地址代码例例2 2764有几根地址线，几根数据线？有几根地址线，几根数据线？例例3 3 构成构成102410248位的存储器需要位的存储器需要 片片2564 4位的芯片。位的芯片。8有有13根地址线，根地址线，8根数据线根数据线7-1-337.5 用存储器实现组合逻辑函数用存储器实现组合逻辑函数 由由ROM的电路结构可知，译码器的输出包含了输入的电路结构可知，译码器的输出包含了输入变量的全部最小项，而每一位数据输出又都是若干个最小变量的全部最小项，而每一位数据输出又都是若干个最小项之和，因而任
20、何形式的组合逻辑函数均能通过向项之和，因而任何形式的组合逻辑函数均能通过向ROM中写入相应的数据来实现。中写入相应的数据来实现。 0101100010131101010132020101313AAAAmmDAAAAmmDAAAAAAmmmDAAAAmmD7-1-34 用具有用具有n位输入地址、位输入地址、m 位数据输出的位数据输出的ROM可以获得一组（最多为可以获得一组（最多为m个）任何形个）任何形式的式的n变量组合逻辑函数。变量组合逻辑函数。步骤步骤：1、将逻辑函数式写成最小项之和的形式、将逻辑函数式写成最小项之和的形式2、根据逻辑函数式中的输入变量选用合适的、根据逻辑函数式中的输入变量选用
21、合适的ROM 3、根据逻辑函数式向、根据逻辑函数式向ROM中写入相应的数据中写入相应的数据7-1-35例例4 试用试用ROM产生下列一组组合逻辑函数产生下列一组组合逻辑函数 ABCDDCBAYDCBADABCYBCDADBCDCBAYCBABCAY4321解：首先将所给的逻辑函数展成最小项之和的形式。解：首先将所给的逻辑函数展成最小项之和的形式。 ),(),(),(),(15214414107676324321mYmYmYmY ABCDDCBAYDCBADABCYBCDADBCDCBAYCBABCAY43217-1-36由于要实现的是由于要实现的是4个逻辑函数，且逻辑函数为个逻辑函数，且逻辑函数为4变量的，变量的，所以需要所以需要4位地址输入和位地址输入和4位数据输出，故选位数据输出，故选164的的ROM实现。实现。),(),(),(),(15214414107676324321mYmYmYmY