微機(jī)原理與接口技術(shù) 存儲(chǔ)器.ppt

1、第6章 存貯器,6.1 概述 6.2 讀寫存貯器(RAM) 6.3 只讀存貯器(ROM) 6.4 外存貯器簡(jiǎn)介,6.1 概述,6.1.1 存貯器的分類 1讀寫存貯器RAM 讀寫存貯器(RAM)按其制造工藝又可以分為雙極型RAM和金屬氧化物RAM。 (1)雙極型RAM 雙極型RAM的主要特點(diǎn)是存取時(shí)間短，通常為幾到幾十納秒(ns)。,(2) 金屬氧化物(MOS)RAM 用MOS器件構(gòu)成的RAM又可分為靜態(tài)讀寫存貯器(SRAM)和動(dòng)態(tài)讀寫存貯器(DRAM)。 靜態(tài)RAM的主要特點(diǎn)是，其存取時(shí)間為幾十到幾百ns，集成度比較高。 動(dòng)態(tài)RAM的存取速度與SRAM的存取速度差不多。,2只讀存貯器ROM (

2、1)掩模工藝ROM (2)可一次編程ROM (3)可擦去的PROM,6.1.2 存貯器的主要性能指標(biāo) 1存貯容量 這里指的是存貯器芯片的存貯容量，其表示方式一般為：芯片的存貯單元數(shù)每個(gè)存貯單元的位數(shù)。 2.存取時(shí)間 存取時(shí)間就是存取芯片中某一個(gè)單元的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。 3可靠性 微型計(jì)算機(jī)要正確地運(yùn)行，必然要求存貯器系統(tǒng)具有很高的可靠性。,4功耗 使用功耗低的存貯器芯片構(gòu)成存貯系統(tǒng)，不僅可以減少對(duì)電源容量的要求，而且還可以提高存貯系統(tǒng)的可靠性。 5價(jià)格 構(gòu)成存貯系統(tǒng)時(shí)，在滿足上述要求的情況下，應(yīng)盡量選擇價(jià)格便宜的芯片。,6.2 讀寫存貯器(RAM),6.2.1 靜態(tài)讀寫存貯器(SRAM) 1概

3、述 1) 8K8bit的CMOSRAM芯片 現(xiàn)以6264(或6164)芯片為例，說明其引線功能。該芯片的引腳圖如圖5.1所示。 (1) 引線功能 6264(6164)有28條引出線，它們包括： A0A12為13條地址信號(hào)線。,圖6.1 SRAM6264引腳圖,D0D7為8條雙向數(shù)據(jù)線。容量213 x8 8KB CS2為兩條片選信號(hào)的引線。 為輸出允許信號(hào)。 是寫允許信號(hào)。,表6.1 6264真值表,(2) 6264(6164)的工作過程,圖6.2 SRAM6264數(shù)據(jù)寫入波形,圖6.3 SRAM6264數(shù)據(jù)讀出波形,2連接使用 (1) 全地址譯碼方式 (2) 部分地址譯碼方式 分析圖6.6所示

4、的連接圖，可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的8KB芯片6264所占據(jù)的內(nèi)存地址空間為: DA000HDBFFFH DE000HDFFFFH FA000HFBFFFH FF000HFFFFFH,圖6.4 SRAM6264的全地址譯碼連接,地址11110000000000000000 11110011111111111111 F000H-F3FFH,圖6.5 另一種譯碼器,圖6.6 SRAM6264的部分地址譯碼連接,11X11X10000000000000 11X11X11111111111111 DA000HDBFFFH DE000HDFFFFH FA000HFBFFFH FF000HFFFFFH,(3)譯碼器

5、電路 利用廠家提供的現(xiàn)成的譯碼器芯片。 利用廠家提供的數(shù)字比較器芯片。 利用ROM做譯碼器。 利用PLD。,3靜態(tài)RAM連接舉例 4等待的實(shí)現(xiàn),圖6.7 SRAM6116引線圖,圖6.8 兩片6116與8位總線的連接圖,容量:2KB 地址: 第一片000000000000000000000 00000000011111111111 00000H007FFH 第二片 00000000100000000000 00000000111111111111 00800H00FFFH,圖6.9 8086存貯器的高低位庫,表6.1 8086存貯器的高低位庫的選擇,圖6.10 兩片6116與16位總線的連接圖

6、,6.2.2 動(dòng)態(tài)讀寫存貯器(DRAM) 1概述 動(dòng)態(tài)讀寫存貯器(DRAM)以其速度快、集成度高、功耗小、價(jià)格低在微型計(jì)算機(jī)中得到極其廣泛的使用。 (1) 動(dòng)態(tài)存貯器芯片2164A的引線 A0A7為地址輸入端。 Din和Dout是芯片上的數(shù)據(jù)線。 為行地址鎖存信號(hào)。 為列地址鎖存信號(hào)。 為寫允許信號(hào)。,圖6.11 DRAM2164引線圖,(2) DRAM的工作過程 讀出數(shù)據(jù)。 寫入數(shù)據(jù)。 刷新。,圖6.12 DRAM2164的讀出過程,圖6.13 DRAM2164的寫入過程,圖6.14 DRAM2164的刷新過程,2實(shí)現(xiàn)DRAM的刷新 下面以PCXT微型機(jī)動(dòng)態(tài)存貯器為例，說明該系統(tǒng)中DRAM的

7、工作及刷新過程。 (1)行列控制信號(hào)的形成 (2) DRAM的讀寫 (3) 刷新,圖6.15 PC/XT機(jī)DRAM行（ ）列（ ）形成電路,圖6.16 DRAM讀寫簡(jiǎn)化電路,6.3 只讀存貯器(ROM),6.3.1 EPROM EPROM是一種可以擦去重寫的只讀存貯器。 12764的引線 2764是一塊8K8bit的EPROM芯片，引線圖如圖6.17所示。 A0A12為13條地址信號(hào)輸入線，說明芯片的容量為8K個(gè)單元。 D0D7為8條數(shù)據(jù)，表明芯片的每個(gè)存貯單元存放一個(gè)字節(jié)(8位二進(jìn)制數(shù))。,為輸入信號(hào)。 是輸出允許信號(hào)。 為編程脈沖輸入端。 22764的連接使用 2764在使用時(shí)，僅用于將其

8、存貯的內(nèi)容讀出。其過程與RAM的讀出十分類似。即送出要讀出的地址，然后使 和 均有效(低電平)，則在芯片的D0D7上就可以輸出要讀出的數(shù)據(jù)。其過程如圖6.18所示。,圖6.17 2764引線圖,圖6.18 EPROM的讀出過程,圖6.19 2764的連接圖,3EPROM的編程 (1) 擦除 (2) 編程 標(biāo)準(zhǔn)編程。,圖6.20 EPPOM27C040,圖6.21 EPPOM27C040的編程時(shí)序,圖6.22 27C040快速編程流程圖,6.3.2 EEPROM(E2PROM) 1典型EEPROM芯片介紹 EEPROM以其制造工藝及芯片容量的不同而有多種型號(hào)。 (1) EEPROM98C64A的

9、引線 EEPROM98C64A為CMOS工藝，其引線如圖6.23所示。 其中A0A12為地址線，用于選擇片內(nèi)的8K個(gè)存貯單元。 D0D7為8條數(shù)據(jù)線，表明每個(gè)存貯單元存貯一個(gè)字節(jié)的信息。,為片選信號(hào)。 為輸出允許信號(hào)。 是寫允許信號(hào)。 是漏極開路輸出端，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時(shí)該信號(hào)變低，數(shù)據(jù)寫完后，該信號(hào)變高。,圖6.23 EEPROM98C64A,(2) 98C64A的工作過程 EEPROM98C64A工作過程如下所述。 讀出數(shù)據(jù)。 寫入數(shù)據(jù)。,圖6.24 EEPROMNMC98C64A的寫入時(shí)序,(3)連接使用 EEPROM可以很方便地接到微機(jī)系統(tǒng)中。圖6.25就是將98C64A連接到8088總線上

10、的連接圖。 例如下面的程序可將55H寫滿98C64。 START： MOV AX，lE00H MOV DS，AX MOV SI，0000H MOV CX，2000H,圖6.25 EEPROM 98C64A的連接使用,00011110000000000000 00011111111111111111 1E000H-1FFFFH,GOON：MOV AL，55H MOVSI，AL CALLT20MS；延時(shí)20ms INCSI LOOP GOON HLT,2閃速(FLASH)EEPROM (1)28F040的引線 28F040是一塊512KB的閃速EEPROM芯片，其內(nèi)部可分成16個(gè)32KB的塊(或一

11、頁)。每一塊可獨(dú)立進(jìn)行擦除。其引線如圖6.26所示。 (2)工作過程 工作類型。 讀出類型。 寫入編程類型。 命令和狀態(tài)。,圖6.26 閃速EEPROM28F040引線圖,表6.4 28F040的命令,表6.5 狀態(tài)寄存器各位含義,表6.6 28F040工作條件,(3) 主要功能的實(shí)現(xiàn) 只讀存貯單元。 編程寫入。 擦除。 整片擦除。 塊擦除。 其他。,圖6.27 28F040字節(jié)編程,圖6.28 28F040的擦除,(4) 應(yīng)用 用作外存貯器。 用于內(nèi)存。,6.4 外存貯器簡(jiǎn)介,6.4.1 磁盤 1軟磁盤 在微機(jī)上大都配有軟盤驅(qū)動(dòng)器，用軟磁盤來存放各種信息。 (1)軟盤分類 目前使用的軟盤可按

12、其直徑分為： 5.25英寸軟盤，有時(shí)簡(jiǎn)稱5寸盤。,3.5英寸軟盤，簡(jiǎn)稱3寸盤。當(dāng)前常用的容量是1.44MB。 現(xiàn)在5.25英寸軟盤已逐漸被淘汰。 (2)軟盤驅(qū)動(dòng)器與系統(tǒng)的連接 驅(qū)動(dòng)器自成體系，是相對(duì)獨(dú)立的部件，通過總線電纜與適配器相連接。驅(qū)動(dòng)器主要由3大功能系統(tǒng)組成： 讀寫系統(tǒng)。 磁頭定位系統(tǒng)。 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。,2. 硬磁盤 同軟盤相比，硬盤的存貯容量大且存取速度高。它是目前微型機(jī)(PC)系統(tǒng)配置中必不可少的外存。在軟盤驅(qū)動(dòng)器中，讀寫磁頭與盤片接觸在一起，以便讀寫數(shù)據(jù)。在硬盤驅(qū)動(dòng)器中，磁頭和盤片是非接觸式的。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使盤片高速旋轉(zhuǎn)，通常達(dá)36007200轉(zhuǎn)min，從而在盤片表面產(chǎn)生一層氣墊，磁頭便浮在這層氣墊上。磁頭與盤片間具有m級(jí)的空隙。,6.4.2 光盤技術(shù) 1CD家族的發(fā)展 激光通過聚焦，可獲得直徑為1m的光束。 簡(jiǎn)要介紹。 (1) LV(Laser Vision)激光視盤 (2) 音頻CD和MD (3)CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)光盤只讀存貯器 (4)CD-I(Compact Disc Interactive)交互式光盤,(5)CD-ROMXA(CD-RO Me Xtended Architecture) (6)Photo CD (7)