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1、第三章 半导体存储器本讲稿第一页，共二十五页3.1.2 半导体存储器的分类半导体存储器的分类 半导体存储器的分类如图31所示 半导体存储器ROMFLASHMemoryRAM可编程掩模可擦除紫外线擦除电擦除RM双极型RM静态（）动态（）集成（）图31本讲稿第二页，共二十五页3.1.3常用半导体存储器及其结构常用半导体存储器及其结构（2）的芯片结构的芯片结构 下面以6116（28 b）为例说明半导体存储器芯片内部结构的一般规律 存储矩阵。这是存储器芯片的主体。位存储电路是以矩阵形式排列的 矩阵译码。对于容量为2 的存储器芯片，需要有11根地址线才能分辨到每一位电路(字节B)数据缓冲。存储器的数据线
2、都是挂接在的数据总线上的 数据输入输出控制。这一部分电路用于控制存储器的读写操作 本讲稿第三页，共二十五页芯片内部结构图芯片内部结构图本讲稿第四页，共二十五页的写周期的写周期 写周期规定了把数据写入存储器内部过程中各控制信号和地址信号之间的时序关系 6116写周期时序如图35所示 图35 6116写周期时序本讲稿第五页，共二十五页的读周期的读周期 读周期则规定了把存储器内部数据读出到数据总线过程中各控制信号和地址信号之间的时序关系 6116读周期时序如图36所示 图36 6116读周期时序本讲稿第六页，共二十五页2.动态随机存储器是靠器件栅漏极间的电荷充放电存储信息的（电荷积累为1，电荷泄漏为
3、0）.最简单的位电路可由单个管构成。图37所示为一个单管动态基本存储电路。数据以电荷积累形式直接存入存储电容上。单管用作开关，行选线为高电平时导通 位选择线数据线本讲稿第七页，共二十五页的刷新的刷新所谓的刷新，就是在2 时间内将芯片内部的全部存储电路刷新一遍。刷新过程与存储器读写过程类似：先读出存储单元的信息，然后再重新写回该单元去，但数据不向传送。刷新是按行进行的，在一个刷新周期内对一行的所有存储电路都刷新一遍。对于2164来说，刷新时地址信号7不用，刷新行地址只由06组成，4个128128阵列同时被刷新，整个器件刷新一遍，读写次数为128次。刷新行地址通常是由提供的 本讲稿第八页，共二十五
4、页二、二、1.紫外线擦除的紫外线擦除的这种器件的基本存储电路由一个浮栅雪崩注入（简称）管和一个普通管组成，如图310所示。其中管作为存储器件用，另一个普通管作为地址选择用。管的栅极受字线（或行线）控制，漏极接位线并经负载管到电源 字线图沟道位电路图位线本讲稿第九页，共二十五页芯片结构及其操作方式芯片结构及其操作方式 27128是高速高集成度的。27128共有128 b，组成168 b矩阵，14条地址线经译码可以选中其中任一单元（字节）。27128的结构框图如图312所示 图312 27128的结构框图本讲稿第十页，共二十五页EPROM 27128 的操作方式的操作方式 27128 操作方式选择
5、见表33 读VILVILVccVIHDout备用VIH 任意 Vcc任意高阻编程VILVIH25vin编程校验VILVIL25vVIHDout编程禁止vIH任意25vVIH高阻本讲稿第十一页，共二十五页2.电擦除可编程电擦除可编程EEPROM（或（或E2PROM）它的某些型号（型号后带有后缀）编程和擦除可在普通电压下（5）进行，无须外加编程电压和写入脉冲。目前EEPROM芯片主要有Intel28XX系列,其性能见表35 引脚芯片 工作方式 _CE_ OE_WE _RDY/BUSYI/O2816A读VILVILVIHDOUT维持VIHXX高阻字节擦除VILVIHVILDIN=DIH字节写入VIL
6、VIHVILDIN全片擦除VIL+10+15VVILDIN=DIH本讲稿第十二页，共二十五页3.2 单片机外部存储器的扩展单片机外部存储器的扩展 3.2.1单片机扩展外部存储器概念 单片机扩展外部存储器包括扩展外部程序存储器和扩展外部数据存储器。这两种扩展其实质都是根据单片机的结构特点和寻址能力，把不超过64 的和存储器芯片按照一定规律连接到单片机的外部电路上去，作为单片机的片外存储器:单片机外接程序存储器和数据存储器可以采用两种编址方法：一种是与各自独立编址，两者最大编址空间均为64。但数据存储器的地址空间有一部分要被单片机扩展的外部设备（端口）所占用。另一种是、及其他扩展的器件统一编址，其
7、总地址空间为64 本讲稿第十三页，共二十五页3.2.2 扩展外部存储器的一般方法扩展外部存储器的一般方法 图314 单片机外部存储器扩展电路 本讲稿第十四页，共二十五页3.2.3 存储器地址编码存储器地址编码 存储器芯片在系统中的地址分布是由两个因素决定:第一个因素是芯片本身的地址线（它与芯片的容量有关）。第二个因素：芯片选中信号/（或/）的获得方式 本讲稿第十五页，共二十五页3.2.4单片机扩展外部存储器的译码方法单片机扩展外部存储器的译码方法一、一、线选法线选法:1.一线二用一线二用:用一根地址线选择两块芯片 2.一线一选一线一选:用一根地址线选择一块芯片，多少根地址线选择多少块芯片 图3
8、16中各块芯片的地址分布是：151413 120 十六进制地址2764（0）0（0）00 11 00001 151413 120 十六进制地址6264（1）0 (1)(0)00 11 400056264（2）1(1)(0)00 11 000本讲稿第十六页，共二十五页二、二、地址译码器连接地址译码器连接图3-20 74LS138 连接的存储器扩展电路本讲稿第十七页，共二十五页图图320存储器地址分布表存储器地址分布表 控制端控制端(/G2A,/G2B)译码器输入译码器输入A15,A14,A13译码器译码器输出输出选中器件选中器件地址地址分布分布0 00 0 0/Y0271280000H1FFFH
9、0 00 0 1/Y16264(3)2000H3FFFH0 00 1 0/Y26264(2)4000H5FFFH0 00 1 1/Y36264(1)6000H7FFFH本讲稿第十八页，共二十五页3.3 闪存及其应用闪存及其应用 3.3.1 闪存电路与器件闪存电路与器件 一、单元电路 闪存单元电路如图3-21所示 图3-21 闪存单元电路 本讲稿第十九页，共二十五页二、闪存器件二、闪存器件 AM28F256的内部结构如图3-23所示 图3-23本讲稿第二十页，共二十五页3.3.2 闪存应用闪存应用 AM28F256的读、擦除和编程的操作命令见表的读、擦除和编程的操作命令见表3-8 操作命令 第一
10、条cpu指令第二条CPU指令指令类型地址数据类型地址数据读存储单元写00/FFH读存储单元地址读出的数据启动擦除擦除写20H写X20H擦除校验 写被校验单元地址A0H读X被校验单位读出的数据启动编程编程写40H写写入单元地址要写入的数据编程校验 写C0H读X编程单位读出数据复位写FFH写XFFH本讲稿第二十一页，共二十五页3.4 外部存储器的操作时序外部存储器的操作时序 3.4.1外部程序存储器操作时序 不执行指令不执行指令,时序如图325（）所示.执行指令执行指令,时序如图325（）所示 本讲稿第二十二页，共二十五页3.4.2 外部数据存储器操作时序外部数据存储器操作时序 外部读周期时序如图326所示 图326 外部读周期时序本讲稿第二十三页，共二十五页外部写周期时序 图327 外部写周期时序 本讲稿第二十四页，共二十五页3.5 存储器的若干实用技术存储器的若干实用技术 3.5.1 存储器的编程技术存储器的编程技术 对编程的一般过程如下：(1)选中芯片在芯片的端接入低电平有效信号。(2)在选中芯片的端加入编程所需的额定电压。(3)在地址总线上送出写入单元的地址并在数据总线上输出要写入的数据并保持相对稳定。(4)同时，在芯片的端加入一个50 左右的低电平脉冲，便可完成一个字节的写入过程 本讲稿第二十五页，共二十五页