數(shù)字電子技術(shù)-第7章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

1、第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 7.1 概述概述 7.2只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 2 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序等二進(jìn)是用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序等二進(jìn)制數(shù)或代碼的。制數(shù)或代碼的。 根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的不同分為：根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的不同分為：7.1 概概 述述2、半導(dǎo)體介質(zhì)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體介質(zhì)存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器ROM、隨隨機(jī)存取存儲(chǔ)器機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM等）等）3、光介質(zhì)存儲(chǔ)器光介質(zhì)存儲(chǔ)器(CD-ROM、VCD-ROM、DVD-ROM、DVD+RW、BD)1、磁介質(zhì)存儲(chǔ)器磁介質(zhì)存儲(chǔ)器（通常有硬盤、磁帶、

2、（通常有硬盤、磁帶、DV帶帶等）等）7.1 概概 述述第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 3觸發(fā)器觸發(fā)器存儲(chǔ)存儲(chǔ)1位位二進(jìn)制信息二進(jìn)制信息寄存器寄存器存儲(chǔ)存儲(chǔ)1組組二進(jìn)制信息二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息量比寄存器存儲(chǔ)信息量比寄存器大的多大的多 把成千上萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元按一定規(guī)則組合把成千上萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元按一定規(guī)則組合起來(lái)，并輔以必要的控制電路，形成一個(gè)存起來(lái)，并輔以必要的控制電路，形成一個(gè)存儲(chǔ)陣列，這就是儲(chǔ)陣列，這就是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：集成度高、體積：集成度高、體積小、可靠性高、價(jià)格低、外圍電路簡(jiǎn)單且易小、可靠性高、價(jià)格低、外圍電路簡(jiǎn)單且易于接口、

3、便于批量生產(chǎn)等。于接口、便于批量生產(chǎn)等。7.1.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)7.1 概概 述述第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 47.1.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類 按制造工藝分：按制造工藝分：雙極型雙極型和和MOS型型。速度快、功耗大、價(jià)格速度快、功耗大、價(jià)格高，主要用于對(duì)速度要高，主要用于對(duì)速度要求較高的場(chǎng)合（高速緩求較高的場(chǎng)合（高速緩存用）存用）集成度高、功耗低、集成度高、功耗低、價(jià)格低，大容量存儲(chǔ)價(jià)格低，大容量存儲(chǔ)器都是用器都是用MOS工藝制工藝制作的（內(nèi)存）作的（內(nèi)存）7.1 概概 述述第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 5 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

4、(RAM- Random Access Memory ) ：可在任何時(shí)刻隨機(jī)地對(duì)任一個(gè)存可在任何時(shí)刻隨機(jī)地對(duì)任一個(gè)存儲(chǔ)單元直接存取信息。儲(chǔ)單元直接存取信息。 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM-Read Only Memory )：只讀存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的信息是事先被固化在存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的信息是事先被固化在存儲(chǔ)器中的，其信息可以長(zhǎng)期保存，斷電也不丟失。中的，其信息可以長(zhǎng)期保存，斷電也不丟失。 按存取功能分：按存取功能分： 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器。7.1 概概 述述第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 6 隨機(jī)隨機(jī)存取存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器RAM(Random Access

5、RAM(Random Access Memory)Memory)也稱為讀寫存儲(chǔ)器。也稱為讀寫存儲(chǔ)器。 它可以隨時(shí)從任何一個(gè)指定地址的存儲(chǔ)單它可以隨時(shí)從任何一個(gè)指定地址的存儲(chǔ)單元中取出（元中取出（讀出讀出）數(shù)據(jù)，也可隨時(shí)將數(shù)據(jù)存入）數(shù)據(jù)，也可隨時(shí)將數(shù)據(jù)存入（寫入寫入）任何一個(gè)指定地址的存儲(chǔ)單元中。）任何一個(gè)指定地址的存儲(chǔ)單元中。 RAMRAM的最大優(yōu)點(diǎn)是讀寫方便，但有信息容的最大優(yōu)點(diǎn)是讀寫方便，但有信息容易丟失的缺點(diǎn)，一旦斷電，所存儲(chǔ)的信息就會(huì)易丟失的缺點(diǎn)，一旦斷電，所存儲(chǔ)的信息就會(huì)隨之消失，不利于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。隨之消失，不利于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）

6、7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 7 RAM主要由存儲(chǔ)矩陣，地址譯碼器及主要由存儲(chǔ)矩陣，地址譯碼器及讀讀/寫控制電路三部分組成，如圖所示。寫控制電路三部分組成，如圖所示。存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣讀寫控制電路讀寫控制電路I/OCSR/W行地址譯碼器行地址譯碼器A0Ai+1Ai列地址譯碼器列地址譯碼器An17.3.1 RAMRAM的結(jié)構(gòu)與工作原理的結(jié)構(gòu)與工作原理7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 8RAM是以字來(lái)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。是以字來(lái)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。字：字：若干個(gè)二進(jìn)制存儲(chǔ)單元構(gòu)成一個(gè)字。若干個(gè)二進(jìn)

7、制存儲(chǔ)單元構(gòu)成一個(gè)字。字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：一個(gè)字中所含二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)稱為字長(zhǎng)。一個(gè)字中所含二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)稱為字長(zhǎng)。容量：容量：存儲(chǔ)容量等于字?jǐn)?shù)乘以字長(zhǎng)。存儲(chǔ)容量等于字?jǐn)?shù)乘以字長(zhǎng)。204820488 8表示這個(gè)表示這個(gè)RAMRAM芯片有芯片有20482048個(gè)字個(gè)字每個(gè)字的字長(zhǎng)是每個(gè)字的字長(zhǎng)是8 8位位則它的容量為則它的容量為1638416384位存儲(chǔ)單元位存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)常以存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)常以10241024的倍數(shù)來(lái)表示，的倍數(shù)來(lái)表示，并把并把10241024稱為稱為1 1K K,1024K,1024K稱為稱為1M1M, , 1024M稱為稱為1G, 1024G稱為稱為1T 。7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)

8、器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 9 有一個(gè)有一個(gè)2M8的的RAM，有多少有多少個(gè)基本存儲(chǔ)單元？個(gè)基本存儲(chǔ)單元？2 1024 10248 有一個(gè)有一個(gè)2K 4的的RAM，有多少有多少個(gè)基本存儲(chǔ)單元？個(gè)基本存儲(chǔ)單元？2 10244Byte:字節(jié)字節(jié) KB,MB,GB, TB7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 10256 1位位RAM結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 111024 4位位RAM（2114）結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖7.3 隨機(jī)存取

9、存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 127.3.2 RAM的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元1.靜態(tài)存儲(chǔ)單元靜態(tài)存儲(chǔ)單元VV8T7T6T5TT線4位據(jù)（列選擇線）D3線1TiY（行選擇線）jB數(shù)TXTD DG2D線位B數(shù)線據(jù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)單元單元11000101107.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 13Static RAM SRAM MOS管數(shù)目多，集成度較低，管數(shù)目多，集成度較低，功耗大、不需要刷新。功耗大、不需要刷新。6116（2K 8 8位），位），626264 64 （8K 8 8位），位）， 6262256256（

10、32K 8 8位）。位）。7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 14A=1TGVDTPTNC RgBCP=1CgCP=0放+2.動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元?jiǎng)討B(tài)存儲(chǔ)單元刷新刷新7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 15Dynamic RAM DRAM 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元的電路結(jié)構(gòu)比靜態(tài)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元的電路結(jié)構(gòu)比靜態(tài)存儲(chǔ)單元的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。單元的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM集成度高、功耗小，集成度高、功耗小，但不但不如靜態(tài)如靜態(tài)RAM使用方便，存取速度比靜態(tài)使用方便，存取速度比靜態(tài)RAM慢。慢。 一般情況下，大容量

11、存儲(chǔ)器使用動(dòng)態(tài)一般情況下，大容量存儲(chǔ)器使用動(dòng)態(tài)RAM，小容量存儲(chǔ)器使用靜態(tài)小容量存儲(chǔ)器使用靜態(tài)RAM。7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 16A A0 0A A1 1A A3 3A A5 5A A6 6GNDGNDCSCS1 12 23 34 45 56 67 78 89 91818 1717 1616 1515 1414 1313 1212 1111 1010RAM2114RAM2114A A7 7A A2 2A A4 4A A8 8A A9 9U UCCCCI/OI/O0 0I/OI/O1 1I/OI/O2 2I/OI/O3 3R/WR/

12、W21142114靜態(tài)靜態(tài)RAM RAM 它的容量是它的容量是4 4K K（10241024字字 4 4位）；有位）；有1010條輸條輸入地址線入地址線A A0 0 A A9 9（2 21 01 0=1024=1024），），4 4條數(shù)據(jù)線條數(shù)據(jù)線I I/ /O O3 3 I I/ /O O0 0，數(shù)據(jù)線都是經(jīng)三態(tài)門輸出的。一個(gè)數(shù)據(jù)線都是經(jīng)三態(tài)門輸出的。一個(gè)片選端片選端CSCS，一個(gè)讀寫控制端一個(gè)讀寫控制端R/WR/W，電源為電源為+5+5V V。7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 17 當(dāng)一片當(dāng)一片RAM不能滿足存儲(chǔ)容量需要時(shí)，不能滿足存儲(chǔ)

13、容量需要時(shí)，就得將若干片就得將若干片RAM組合起來(lái)，擴(kuò)展成滿足存組合起來(lái)，擴(kuò)展成滿足存儲(chǔ)容量要求的存儲(chǔ)器。儲(chǔ)容量要求的存儲(chǔ)器。RAM的擴(kuò)展分為字?jǐn)U的擴(kuò)展分為字?jǐn)U展和位擴(kuò)展。展和位擴(kuò)展。用用1K4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成1K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器用用1K4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成2K4位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器用用1K4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成2K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器7.3.3 RAM存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 18用用1K4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成1K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器1. 位擴(kuò)展（字長(zhǎng)擴(kuò)展）位擴(kuò)展（字長(zhǎng)擴(kuò)展）若只需擴(kuò)展位數(shù)不需擴(kuò)展字?jǐn)?shù)時(shí)

14、注意事項(xiàng)若只需擴(kuò)展位數(shù)不需擴(kuò)展字?jǐn)?shù)時(shí)注意事項(xiàng):1) 把若干片位數(shù)相同的把若干片位數(shù)相同的RAM芯片地址線共用芯片地址線共用;WR /2）線共用線共用;CS3）每個(gè)每個(gè)RAM片的片的I/O端并行輸出。端并行輸出。一片存儲(chǔ)容量總存儲(chǔ)容量N7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 19一片存儲(chǔ)容量總存儲(chǔ)容量N如：如：N=1024 8/1024 4=2用用1K4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成1K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 202.字?jǐn)U展字?jǐn)U展(地址擴(kuò)展地址擴(kuò)展)1) 把原地址線共用把原地址

15、線共用, I/O端共用；端共用；2）WR/線共用；線共用；CS3）根據(jù)需要再增加適當(dāng)?shù)牡刂肪€去控制根據(jù)需要再增加適當(dāng)?shù)牡刂肪€去控制 。一片存儲(chǔ)容量總存儲(chǔ)容量N例如例如: 1K 4 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成4K 4N=4K 41K 4= 4片片7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 21I/O3I/O2I/O1I/O0A9A0CSR/WRAM2114（1）2-4線譯線譯碼碼器器A0A9R/WA10A11I/O3I/O2I/O1I/O0I/O3I/O2I/O1I/O0A9A0CSR/WRAM2114（2）I/O3I/O2I/O1I/O0A9A0CSR/WR

16、AM2114（3）I/O3I/O2I/O1I/O0A9A0CSR/WRAM2114（4）Y0Y3第第1片的地址范圍片的地址范圍:000000000000- 001111111111 第第2片的地址范圍片的地址范圍:010000000000- 011111111111 第第3片的地址范圍片的地址范圍:100000000000- 101111111111 第第4片的地址范圍片的地址范圍:110000000000- 111111111111 7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 223. RAM的字與位同時(shí)擴(kuò)展的字與位同時(shí)擴(kuò)展 字與位同時(shí)擴(kuò)展，根據(jù)上

17、述字和位擴(kuò)展原字與位同時(shí)擴(kuò)展，根據(jù)上述字和位擴(kuò)展原理，將兩種擴(kuò)展方法結(jié)合起來(lái)便可實(shí)現(xiàn)。一般理，將兩種擴(kuò)展方法結(jié)合起來(lái)便可實(shí)現(xiàn)。一般最好先進(jìn)行位擴(kuò)展然后再進(jìn)行字?jǐn)U展。最好先進(jìn)行位擴(kuò)展然后再進(jìn)行字?jǐn)U展。 用用642 RAM擴(kuò)展成擴(kuò)展成2564位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器7.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 237.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 247.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM（Read Only Memory Read Only Memory ）在在存入數(shù)據(jù)后一

18、般不能用簡(jiǎn)單的方法將其更改，存入數(shù)據(jù)后一般不能用簡(jiǎn)單的方法將其更改，并且具有并且具有掉電后信息不丟失掉電后信息不丟失的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。7.2.1 ROM的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 25O0O2I2m0m1m2m3m4m5m6m7I1I0 O1 地址譯碼器地址譯碼器7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 26I2I1I0O2O0O1m0m1m2m3m4m5m6m7I0I1I2陣陣列列邏邏輯輯圖圖存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量=2337.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章

19、章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 27AABBF1CCF2F3F4W0W1W2W3W4W5W6W7例例1 已經(jīng)編程的已經(jīng)編程的ROM如圖所示：如圖所示：(1)該該ROM的容量為多少？的容量為多少？(2)地址地址001，010，101，111存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是什么？存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是什么？存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量=23400100101100000017.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 287.2.2 ROM的分類的分類1.固定固定ROM:廠家把數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器中，用戶廠家把數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器中，用戶無(wú)法進(jìn)行任何修改。無(wú)法進(jìn)行任何修改。2.一次性可編程一次性可編程ROM（PROM）

20、:出廠時(shí)，存出廠時(shí)，存儲(chǔ)內(nèi)容全為儲(chǔ)內(nèi)容全為1（或全為（或全為0），用戶可根據(jù)自己），用戶可根據(jù)自己的需要編程，但只能編程一次。的需要編程，但只能編程一次。 按照數(shù)據(jù)寫入方式特點(diǎn)不同，按照數(shù)據(jù)寫入方式特點(diǎn)不同，ROM可可分為以下幾種：分為以下幾種：7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 293.光可擦除可編程光可擦除可編程ROM（EPROM） 這類這類ROM利用特殊結(jié)利用特殊結(jié)構(gòu)的浮柵構(gòu)的浮柵MOS管進(jìn)行編管進(jìn)行編程程,ROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行多次擦除和改寫。進(jìn)行多次擦除和改寫。其內(nèi)容可通過(guò)紫外線照射而其內(nèi)容可通過(guò)紫外線照射而被擦除，可多

21、次編程。被擦除，可多次編程。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 304.電可擦除可編程電可擦除可編程ROM（E2PROM） 用電擦除，并且擦除的用電擦除，并且擦除的速度要快的多（一般為毫秒速度要快的多（一般為毫秒數(shù)量級(jí)）。數(shù)量級(jí)）。E2PROM的電擦的電擦除過(guò)程就是改寫過(guò)程，它具除過(guò)程就是改寫過(guò)程，它具有有ROM的非易失性，又具的非易失性，又具備類似備類似RAM的功能，可以的功能，可以隨時(shí)改寫（可重復(fù)擦寫隨時(shí)改寫（可重復(fù)擦寫1萬(wàn)萬(wàn)次以上）。次以上）。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 315.快閃存儲(chǔ)器（快

22、閃存儲(chǔ)器（Flash Memory）:閃存閃存 存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開(kāi)進(jìn)行的，存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開(kāi)進(jìn)行的，數(shù)據(jù)寫入方式與數(shù)據(jù)寫入方式與EPROM相同，一般一只芯片相同，一般一只芯片可以擦除可以擦除/寫入寫入100萬(wàn)次以上。萬(wàn)次以上。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 326. 6. 串行總線擴(kuò)展技術(shù)串行總線擴(kuò)展技術(shù) 采用串行總線擴(kuò)展技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)采用串行總線擴(kuò)展技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的體積減小，同時(shí)，系統(tǒng)的更改和計(jì)簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的體積減小，同時(shí)，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充更為容易。串行擴(kuò)展總線的應(yīng)用是單片機(jī)目擴(kuò)充更為容易。串行

23、擴(kuò)展總線的應(yīng)用是單片機(jī)目前發(fā)展的一種趨勢(shì)前發(fā)展的一種趨勢(shì) 常用的串行擴(kuò)展總線有：常用的串行擴(kuò)展總線有：I2C（Inter IC BUS）總線、）總線、SPI（Serial Peripheral Interface）總線、總線、Microwire 總線及總線及單總線單總線（1-Wire BUS）。）。 如果單片機(jī)沒(méi)有串行總線接口，利用其自身如果單片機(jī)沒(méi)有串行總線接口，利用其自身的通用并行線可以模擬多種串行總線時(shí)序信號(hào)，的通用并行線可以模擬多種串行總線時(shí)序信號(hào)，因此可以充分利用各種串行接口芯片資源。因此可以充分利用各種串行接口芯片資源。 7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體

24、存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 33（1 1） I I2 2C C總線擴(kuò)展技術(shù)總線擴(kuò)展技術(shù) I2C總線是總線是Philips公司開(kāi)發(fā)的一種雙向兩公司開(kāi)發(fā)的一種雙向兩線串行總線，以實(shí)現(xiàn)集成電路之間的有效控制，線串行總線，以實(shí)現(xiàn)集成電路之間的有效控制，這種總線也稱為這種總線也稱為Inter IC 總線。目前，總線。目前，Philips及及其它半導(dǎo)體廠商提供了大量的含有其它半導(dǎo)體廠商提供了大量的含有I2C總線的外總線的外圍接口芯片，圍接口芯片， I2C總線已成為廣泛應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)總線已成為廣泛應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。準(zhǔn)之一。 標(biāo)準(zhǔn)模式下，基本的標(biāo)準(zhǔn)模式下，基本的I2C總線規(guī)范的規(guī)定總線規(guī)范的規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為的數(shù)據(jù)

25、傳輸速率為100kb/s?？焖倌Ｊ较拢瑪?shù)據(jù)傳輸速率為快速模式下，數(shù)據(jù)傳輸速率為400KB/s。高速模式下，數(shù)據(jù)傳輸速率為高速模式下，數(shù)據(jù)傳輸速率為3.4Mb/s。 I2C總線始終和先進(jìn)技術(shù)保持同步，并?？偩€始終和先進(jìn)技術(shù)保持同步，并保持其向下兼容性。持其向下兼容性。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 34 I2C總線采用二線制傳輸，一根是數(shù)據(jù)線總線采用二線制傳輸，一根是數(shù)據(jù)線SDA（Serial Data Line），另一根是時(shí)鐘線），另一根是時(shí)鐘線SCL（serial clock line），所有），所有I2C器件都連接在器件都連接在SDA和和SC

26、L上，每一個(gè)器件具有一個(gè)唯一的地址。上，每一個(gè)器件具有一個(gè)唯一的地址。 I2C總線是一個(gè)多主機(jī)總線，總線上可以有一總線是一個(gè)多主機(jī)總線，總線上可以有一個(gè)或多個(gè)主機(jī)（或稱主控制器件），總線運(yùn)行由主個(gè)或多個(gè)主機(jī)（或稱主控制器件），總線運(yùn)行由主機(jī)控制。機(jī)控制。 主機(jī)是指啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)起始信號(hào)）、發(fā)主機(jī)是指啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)起始信號(hào)）、發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)、發(fā)出終止信號(hào)的器件。通常，主機(jī)由出時(shí)鐘信號(hào)、發(fā)出終止信號(hào)的器件。通常，主機(jī)由單片機(jī)或其它微處理器擔(dān)任。單片機(jī)或其它微處理器擔(dān)任。 被主機(jī)訪問(wèn)的器件叫從機(jī)（或稱從器件），被主機(jī)訪問(wèn)的器件叫從機(jī)（或稱從器件），它可以是其它單片機(jī)，或者其他外圍芯片，如：它可

27、以是其它單片機(jī)，或者其他外圍芯片，如：A/D、D/A、LED或或LCD驅(qū)動(dòng)、串行存儲(chǔ)器芯片。驅(qū)動(dòng)、串行存儲(chǔ)器芯片。 7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 35 I2C總線支持多主（總線支持多主（multi-mastering）和主從）和主從（master-slave）兩種工作方式。）兩種工作方式。 多主方式下，多主方式下，I2C總線上可以有多個(gè)主機(jī)?？偩€上可以有多個(gè)主機(jī)。I2C總線需通過(guò)硬件和軟件仲裁來(lái)確定主機(jī)對(duì)總線總線需通過(guò)硬件和軟件仲裁來(lái)確定主機(jī)對(duì)總線的控制權(quán)。的控制權(quán)。 主從工作方式時(shí)，系統(tǒng)中只有一個(gè)主機(jī)，總主從工作方式時(shí)，系統(tǒng)中只有一個(gè)主機(jī)，總

28、線上的其它器件均為從機(jī)（具有線上的其它器件均為從機(jī)（具有I2C總線接口），總線接口），只有主機(jī)能對(duì)從機(jī)進(jìn)行讀寫訪問(wèn)，因此，不存在只有主機(jī)能對(duì)從機(jī)進(jìn)行讀寫訪問(wèn)，因此，不存在總線的競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。在主從方式下，總線的競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。在主從方式下，I2C總線的時(shí)總線的時(shí)序可以模擬序可以模擬 ，I2C總線的使用不受主機(jī)是否具有總線的使用不受主機(jī)是否具有I2C總線接口的制約。總線接口的制約。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 367.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 37（2 2） SPISPI總線擴(kuò)展技術(shù)總線擴(kuò)展技術(shù) SPI

29、（Serial Peripheral Interface）總線）總線是是Motorola公司提出的一種同步串行外設(shè)接口，公司提出的一種同步串行外設(shè)接口， 它可以使微控制器（它可以使微控制器（MCU）與各種外圍設(shè)備以）與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息。外圍設(shè)備包括串行方式進(jìn)行通信以交換信息。外圍設(shè)備包括FLASHRAM、網(wǎng)絡(luò)控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器、LCD顯示驅(qū)動(dòng)器、顯示驅(qū)動(dòng)器、A/ D 轉(zhuǎn)換器和微控制器等。轉(zhuǎn)換器和微控制器等。 SPI總線使用同步協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，接收或發(fā)總線使用同步協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)由主機(jī)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)控制。送數(shù)據(jù)時(shí)由主機(jī)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)控制。SPI接口接口可以連接

30、多個(gè)可以連接多個(gè)SPI芯片或裝置，主機(jī)通過(guò)選擇它芯片或裝置，主機(jī)通過(guò)選擇它們的片選來(lái)分時(shí)訪問(wèn)不同的芯片。們的片選來(lái)分時(shí)訪問(wèn)不同的芯片。 7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 38（一）（一）SPI總線構(gòu)成總線構(gòu)成MOSI（Master Out Slave In）：主機(jī)發(fā)送從機(jī)接收。）：主機(jī)發(fā)送從機(jī)接收。 MISO（Master In Slave Out）：主機(jī)接收從機(jī)發(fā)送）：主機(jī)接收從機(jī)發(fā)送 SCLK或或SCK（Serial Clock）：串行時(shí)鐘）：串行時(shí)鐘 (Chip Select for the peripheral)：外圍：外圍器件的片選。有的

31、微控制器設(shè)有專用的器件的片選。有的微控制器設(shè)有專用的SPI接接口的片許，稱為從機(jī)選擇（口的片許，稱為從機(jī)選擇（ ）。）。 CSSSMOSI (SI或或SDI)信號(hào)由主機(jī)產(chǎn)生，接收者為信號(hào)由主機(jī)產(chǎn)生，接收者為從機(jī)；從機(jī)；ISO (SO或或SDO)信號(hào)由從機(jī)發(fā)出；信號(hào)由從機(jī)發(fā)出；CLK或或SCK由主機(jī)發(fā)出，用來(lái)同步數(shù)據(jù)傳送；片選信號(hào)由主機(jī)發(fā)出，用來(lái)同步數(shù)據(jù)傳送；片選信號(hào)也由主機(jī)產(chǎn)生，用來(lái)選擇從機(jī)芯片或裝置。也由主機(jī)產(chǎn)生，用來(lái)選擇從機(jī)芯片或裝置。 7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 39（二）（二）SPI總線信號(hào)線基本連接關(guān)系：總線信號(hào)線基本連接關(guān)系： S

32、PI 總線系統(tǒng)有以下幾種形式：總線系統(tǒng)有以下幾種形式：1個(gè)個(gè)主機(jī)和多個(gè)從機(jī)、多個(gè)從機(jī)相互連接構(gòu)成主機(jī)和多個(gè)從機(jī)、多個(gè)從機(jī)相互連接構(gòu)成多主機(jī)系統(tǒng)多主機(jī)系統(tǒng)(分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)) 、1個(gè)主機(jī)與個(gè)主機(jī)與1個(gè)個(gè)或幾個(gè)或幾個(gè)I/ O設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)等。設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)等。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 40（三）主從方式（三）主從方式SPI總線接口系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)總線接口系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，可使用在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，可使用1個(gè)微控制器作為個(gè)微控制器作為主控機(jī)來(lái)控制數(shù)據(jù)傳送，并向主控機(jī)來(lái)控制數(shù)據(jù)傳送，并向1個(gè)或幾個(gè)外圍器件個(gè)或幾個(gè)外圍器件傳送數(shù)據(jù)。從

33、機(jī)只有在主機(jī)發(fā)命令時(shí)才能接收或發(fā)傳送數(shù)據(jù)。從機(jī)只有在主機(jī)發(fā)命令時(shí)才能接收或發(fā)送數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù) 。 當(dāng)一個(gè)主機(jī)通過(guò)當(dāng)一個(gè)主機(jī)通過(guò)SPI與多個(gè)芯片相連時(shí)，必須與多個(gè)芯片相連時(shí)，必須使用每個(gè)芯片的片選，這可通過(guò)使用每個(gè)芯片的片選，這可通過(guò)MCU的的I/O端口輸端口輸出線來(lái)實(shí)現(xiàn)。出線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 MCUIC1IC2IC3SCKSISOCSCSCSSCKMOSIMISOSCKSISOSCKSISOIO1IO2IO37.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 41（1）字長(zhǎng)的擴(kuò)展（位擴(kuò)展）字長(zhǎng)的擴(kuò)展（位擴(kuò)展） 現(xiàn)有型號(hào)的現(xiàn)有型號(hào)的EPROM，輸出多為，輸出多為8位。下圖位。下圖

34、是將兩片是將兩片2764擴(kuò)展成擴(kuò)展成8k16位位EPROM的連線圖。的連線圖。. .AAOO OCSOE00127.AAOO OCSOE00127CSOEA0A1270DD815DD13131388地址總線數(shù)據(jù)總線8kB88kB827642764UU127.2.3 ROM容量的擴(kuò)展容量的擴(kuò)展7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 42（2）字?jǐn)?shù)擴(kuò)展（地址碼擴(kuò)展）字?jǐn)?shù)擴(kuò)展（地址碼擴(kuò)展）. .AAOO OCSOE00127OE0AA12DD70O.0.120A7OOEACSOO.0.120A7OOEACSO.AAYYGG00A12G17.Y127642764

35、276474LS138U1U2U8+5VAAA1314152A2B131313138888地址總線數(shù)據(jù)總線例：例：用用8片片2764擴(kuò)展成擴(kuò)展成64k8位的位的EPROM：7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 437.2.4 ROM的應(yīng)用的應(yīng)用1、存儲(chǔ)各種程序代碼；、存儲(chǔ)各種程序代碼；2、實(shí)現(xiàn)多輸入、多輸出邏輯函數(shù)真值表；、實(shí)現(xiàn)多輸入、多輸出邏輯函數(shù)真值表；3、代碼的變換、符號(hào)和數(shù)字顯示等有關(guān)數(shù)、代碼的變換、符號(hào)和數(shù)字顯示等有關(guān)數(shù)字電路及存儲(chǔ)各種函數(shù)等。字電路及存儲(chǔ)各種函數(shù)等。7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)

36、器 44 【解解】 （1）分析要求、設(shè)定變量）分析要求、設(shè)定變量 自變量自變量x的取值范圍為的取值范圍為015的正整數(shù)，對(duì)應(yīng)的的正整數(shù)，對(duì)應(yīng)的4位二進(jìn)制正整數(shù)，用位二進(jìn)制正整數(shù)，用B=B3B2B1B0表示。根據(jù)表示。根據(jù)y=x2的運(yùn)算關(guān)系，可求出的運(yùn)算關(guān)系，可求出y的最大值是的最大值是152225，可以，可以用用8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。表示。（2）列真值表）列真值表1.作函數(shù)運(yùn)算表電路作函數(shù)運(yùn)算表電路【例例1】試用試用ROM構(gòu)成能實(shí)現(xiàn)函數(shù)構(gòu)成能實(shí)現(xiàn)函數(shù)y=x2的運(yùn)算表電的運(yùn)算表電路，路，x的取值范圍為的取值范圍為015的正整數(shù)。的正整數(shù)。7.2 只讀存儲(chǔ)

37、器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 450 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 1 0 0 10 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 10 0 1 0 0 1 0 00 0 1 1 0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 10 1 1 0 0 1 0 00 1 1 1 1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 01 0 0 1 1 0 0 11 1 0 0 0 1 0 01 1 1 0 0 0 0 1Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 輸輸

38、 出出0149162536496481100121144169196225對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1B3 B2 B1 B0 輸輸 入入例例1真值表真值表7.2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 第第7章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 46（3）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式Y(jié)4=m4+m5+m7+m9+m11+m12Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15Y3=m3+