数字电子技术的徐丽香第二.pptx

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1、通常这一单元的学习，可以掌握的知识有：通常这一单元的学习，可以掌握的知识有：1半导体存储器的类型。半导体存储器的类型。2RAM和和ROM的特点。的特点。3掌握掌握RAM和和ROM的运用方法。的运用方法。学习要求第1页/共41页存储器存储器用以存储二进制信息的器件用以存储二进制信息的器件。1半导体存储器的分类：根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类：（1）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。（2）只读存储器（ROM）。存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。根据输入/输出方式来

2、分，半导体存储器可分为两大类：串行和并行。91半导体存储器概述 第2页/共41页2存储器的主要指标（1）存储器的容量：存储器的容量=2nm(bit)n：地址线总数，2n 称为字线数。m每一地址单元存储m位二值 数，又 称 为 位 线 数。8位 为 一 字 节，210=1024=1K,220=1024K=1M,230=1024M=1G例：11根 地 址 线，8根 数 据 线（8位 输 出），容 量 为2118=16Kb=2KB(2)存取时间接收到寻址信号到读/写数据为止。第3页/共41页921 存储器的结构 9.2 存储器的结构和工作原理 存储器的电路结构第4页/共41页922 存储器的工作原理

3、 以一个2 22 244的存储器为例进行说明。它有二根地址线A A1 1、A A0 0，四根数据线D D3 3 D D0 0。二根地址线有四种地址组合，假设对应输出数据如表。第5页/共41页存储器的模拟结构如图存储器MD3D2D1D0A1A0第6页/共41页9.2.39.2.3.存储器的工作时序 存储器读操作时序图 第7页/共41页存储器写操作时序图 第8页/共41页1掩膜存储器.厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。2一次性可编程只读存储器（PROM）。出厂时，存储内容全为1（或全为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。93 只读存储器 按照数据写入方式特点不同，ROM可分

4、为以下几种：931 常用ROM介绍 第9页/共41页3紫外线可擦除EPROM(Ultraviolet PROM)。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。4电可擦E2PROM（Electrically PROM，简称E2PROM）。可用电擦除，并且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）。5快闪存储器（Flash Memory）.也是采用浮栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/写入100次以上。可擦除可编

5、程ROM第10页/共41页932 应用举例 1.用于查表的表格 数学运算是数控装置和数字系统中需要经常进行的操作，如果事先把要用到的基本函数变量在一定范围内的取值和相应的函数取值列成表格，写入只读存储器中，则在需要时只要给出规定“地址”就可以快速地得到相应的函数值。这种ROM，实际上已经成为函数运算表电路。存储器很经常用于当作存储数据的表格，因为输入地址，就可输出存储在该地址单元的数据输出。第11页/共41页2实现任意组合逻辑函数 第12页/共41页3字符显示 字符发生器常用于显示终端、打印机及其他一些数字装置。将各种字母、数字等字符事先存储在ROMROM的存储矩阵中，再以适当方式给出地址码，

6、某个字符就能读出，并驱动显示器进行显示 下图用ROM构成字母“T”的原理。第13页/共41页9.3.5 常用的E2PROM举例 2864（8K8位）是常用的E2PROM芯片，其容量是8K8位，即8K字节。它有13根地址线（213=8210），8根输出线，它与同容量的EPROM2764是兼容的。外引线如图9.13。第14页/共41页94 随机存储器RAM RAMRAM的优点：读、写方便，使用灵活；缺点：数据易失（即一旦停电以后所存储的数据将随之丢失）。分类：静态存储器和动态存储器应用：静态存储器由于速度快可用于计算机的显卡的内存，动态存储器容量大用于计算机的内存条。第15页/共41页1静态随机存

7、储器（SRAM）静态随机存储器是有自保持功能的RAMRAM。右图是典型的六管静态存储单元。它的特点是存储单元有自保持功能，功耗高，成本高。第16页/共41页2动态随机存储器（DRAM）动态随机存储器是需要刷新存储器。单管动态存储器是最典型的动态随机存储器，其存储单元的结构如图。第17页/共41页3SRAM6264简介 62646264是双列直插CMOSCMOS静态RAMRAM。右图所示是其外引线图，它的外接线和存储器同为8K88K8位的E E2 2PROM2864PROM2864的引线结构非常相似。第18页/共41页95可编程逻辑器件（PLD）简介 可编程逻辑器件（Programmable L

8、ogic DeviceProgrammable Logic Device，简称PLDPLD）是一种半定制性质的专用集成电路，用户在使用前可对它进行编程，自行配置各种逻辑功能。951 概述PLD的基本结构第19页/共41页可编程逻辑器件的分类可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array Programmable Logic Array，缩写为PLAPLA）、可编程阵列逻辑（Programmable Array LogicProgrammable Array Logic，缩写为PALPAL）、通用阵列逻辑（Generic Array LogicGeneric Array Log

9、ic，缩写为GALGAL）、复杂可编程逻辑器件（Complex Complex Programmable Logic Device Programmable Logic Device，缩写为CPLDCPLD）等类型。第20页/共41页952 PLD器件的描述规则 其中“”表示已由生产厂家连接好，不可编程，“”表示可编程连接，用户可以在编程是将不需要的“”去掉 PLD与、或门表示方法 PLD连接点表示符号 第21页/共41页逻辑门电路与PLD电路比较示意图 第22页/共41页953 PLD的开发环境 PLD的开发需要在开发系统的支持下进行。开发系统的硬件部分由计算机和编程器组成，软件部分由专用的

10、编程语言和相应的编程软件构成。普通PLD器件的开发通常包括逻辑设计、选择器件和编写关于器件编程信息的标准格式文件（JEDEC文件），然后把它JEDGC文件下载到编程器，对器件进行编程，编程完成后还要进行逻辑功能测试，测试通过的器件再插入印刷板使用。第四代PLD可以在线编程。想一想：如果要学习PLDPLD的应用，应如何进行？第23页/共41页9.6.1 波形产生电路 96 大规模集成电路的综合应用 产生8种波形的电路 第24页/共41页（1）时钟发生器 CD4060是14位二进制串行计数器，只要配与2MHz晶振就可以产生2MHz的脉冲信号，它自带计数分频器，可以得到f=2MHz/2n(n=410

11、，12，13，14)输出不同频率的信号。用4分频时，f=2MHz/24=125000Hz的输出。第25页/共41页（2）地址计数器的组成 12位二进制计数器74HC4040有Q0Q11位输出，其中只选Q0Q9输出端连到E2PROM的地址A0A9，一个完整波形的地址空间（000H3FFH）。存储器三位高地址A10A12 选波形。第26页/共41页（3）E2PROM E2PROM中的波形数据用专用的编程器写入。在编程时按指定地址写入数据，把编程器与计算机的打印机接口相连，然后设置为写入状态，就能按程序写入数据了。第27页/共41页（4）数据锁存器 74HC574锁存器的引脚图和功能表如图所示。加入

12、锁存器的作用是在存储器从地址有效到数据输出的时间间隔内避免对后级转换的影响。第28页/共41页（5）D/A转换 D/A转换是将74HC374输出的数字信号变换成模拟信号 D/A转换示意图：第29页/共41页n通过调节电位器W改变输出幅度，通过选取14级计数器(4060)的不同输出可以改变输出波形的频率。交直流输出波形 第30页/共41页(6)存储数据设计 存储器的敷据设计与DA转换精度和输出波形形状有关。设输出波形为右图所示的正弦波形时，可以把波形分成四个区间090，90180，180270，270360。第31页/共41页962 霓虹灯控制电路 振荡分频电路，输出信号作为存储器的地址信号存储

13、器芯片，存储控制灯变化的程序实验第32页/共41页本单元学习指导 本单元主要介绍存储二值数据的半导体存储器件只本单元主要介绍存储二值数据的半导体存储器件只读存储器（读存储器（ROM）和随机存储器（）和随机存储器（RAM）。）。只读存储器在断电时数据不会丢失。只读存储器分只读存储器在断电时数据不会丢失。只读存储器分为：为：1、掩膜、掩膜ROM；2、一次可编程、一次可编程ROM（OTPROM）；）；3、可擦除可编程、可擦除可编程ROM（EPROM）。而可擦除可编程）。而可擦除可编程ROM又分为又分为紫外线可擦除紫外线可擦除EPROM、E2PROM和快闪存储器。和快闪存储器。第33页/共41页随随机

14、机存存储储器器存存、取取非非常常方方便便，但但它它的的数数据据在在断断电电时时会会丢丢失失。随随机机存存储储器器可可以以分分为为静静态态存存储储器器和和动动态态存存储储器器。静静态态存存储储器器适适用用于于一一些些要要求求存存储储速速度度快快的的场场合合，而而动动态态存存储储器器适适用用于存储量大的场合。于存储量大的场合。本本单单元元还还简简介介了了通通用用阵阵列列逻逻辑辑的的一一些些基基本本知知识识.注注意意：所所有有存存储储器器的的外外接接线线都都是是由由电电源源线线、数数据据线线、地地址址线线和和控控制制线线构构成成。不不同同芯芯片片的的控控制制线线引引线线名名称称可可能能有有所所不不同

15、同，功功能能基基本本相相同。同。本单元学习指导 第34页/共41页实验九 霓虹灯控制电路 一实验目的（1）理解存储器各引脚的功能。掌握集成电路2864的使用方法。（2）掌握存储器的有关地址、数据和信号传送等概念。（3）掌握编程器的使用。第35页/共41页二实验仪器及材料 8K88位 E2PROM 2864（或 2K88位E2PROM 2816）（一块）内 含 振 荡 器 的 14位 串 行 二 进 制 计 数 器 4060 （一块）按键开关 （1个）电容 1u uF（1个）0.01u uF（1个）电阻 470（8个）1k（2 2个）1010k（2个）1M（1个）第36页/共41页三实验内容 按

16、电路图连接好霓虹灯控制电路的电路图。利用专用编程器编程后写入到存储器中，然后安装到电路中。电路工作时只进行读出不写入。指示灯的变化规律由老师和学生一定约定，然后利用编程器编程，再写入2864之中。写好程序的芯片插入到电路相应位置的底座上，加上电源。电路即开始工作。第37页/共41页四实验报告要求 1如果使用2816，应如何接线？2说明S1的作用。3说明实验电路的工作原理和实验的现象。4若希望此电路长时间循环发光，编程时要注意什么。想想可以对此电路进行何种方法改进？第38页/共41页五想想做做 如果要设计一个用点阵显示“欢迎您来到广东机电职业技术学院”的电路，需要什么集成电路，各个芯片的连接应该是如何？在制作过程中，如何分级进行以减少电路的各级的错误，顺利完成电路。第39页/共41页本单元结束本单元结束返回本单元目录返回本单元目录退出退出第40页/共41页感谢您的观看！第41页/共41页