《电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_22.存储器和可编程逻辑器件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_22.存储器和可编程逻辑器件（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、下一页返回上一页退出章目录第第2222章章 存储器和可编程逻辑器件存储器和可编程逻辑器件22.122.1 只读存储器只读存储器22.222.2 随机存取存储器随机存取存储器22.322.3 可编程逻辑器件可编程逻辑器件下一页返回上一页退出章目录本章要求本章要求1. 1.了解了解ROM, RAM, PROM, EPROMROM, RAM, PROM, EPROM和和ROMROM的结构和工作原理及功能的区别；的结构和工作原理及功能的区别；第第2222章章 存储器和可编程逻辑器件存储器和可编程逻辑器件2. 2.了解了解常用可编程逻辑器件在实际中的应用；常用可编程逻辑器件在实际中的应用；3. 3. 会
2、会用可编程逻辑器件用可编程逻辑器件构成简单的逻辑函数。构成简单的逻辑函数。下一页返回上一页退出章目录半导体存储器分类：半导体存储器分类：按功能按功能只读存储器（只读存储器（ROMROM）随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）按元件按元件双极型存储器双极型存储器: :速度快，功耗大。速度快，功耗大。MOSMOS型存储器：速度较慢，功耗小，型存储器：速度较慢，功耗小， 集成度高。集成度高。下一页返回上一页退出章目录22.122.1 只读存储器只读存储器22.1.1 ROM22.1.1 ROM的结构的结构方方框图框图只读存储器只读存储器(ROM) (ROM) ，它存储，它存储的信息是固定不变
3、的信息是固定不变 的。工作时，只能读出信息，不能随时写入信息。的。工作时，只能读出信息，不能随时写入信息。ROM ROM的结构框图的结构框图表示存储表示存储 容量容量下一页返回上一页退出章目录1. 存储矩阵：由存储单元构成，一个存储单元存 储一位二进制数码 1 或 0 。存储器是以字为单位进行 存储的。图中有NM个存储单元。2. 地址译码器：为了存取的方便，给每组存储单 元以确定的标号，这个标号称为地址。图中W0WN-1 称为字单元的地址选择线，简称字线；地址译码器根 据输入的代码从W0WN-1条字线中选择一条字线，确 定与地址代码相对应的一组存储单元位置。被选中的 一组存储单元中的各位数码经
4、位线 D0 DM-1传送到数 据输出端。ROM主要结构存储矩阵地址译码器下一页返回上一页退出章目录二极管 ROM电路22.1.2 ROM22.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页返回上一页退出章目录(1) (1) 存储矩阵存储矩阵图中的存储矩阵和地址译码器均由二极管构图中的存储矩阵和地址译码器均由二极管构 成。在存储矩阵和地址译码器之间，由字线联系。成。在存储矩阵和地址译码器之间，由字线联系。图中的存储矩阵有图中的存储矩阵有四条字线和四条位线四条字线和四条位线。共有十。共有十 六个交叉点，每个交叉点都可看作一个存储单元。六个交叉点，每个交叉点都可看作一个存储单元。 交叉点处接有二极管时交叉
5、点处接有二极管时, , 相当于存相当于存 1 1 ；交叉点处没有；交叉点处没有 接二极管时，相当于存接二极管时，相当于存 0 0 。如：字线如：字线WW0 0与位线有四个交叉点与位线有四个交叉点, , 其中与位线其中与位线 D D0 0 和和D D2 2 交叉处接有二极管。当选中交叉处接有二极管。当选中WW0 0 ( (为高电平为高电平) )字线时字线时, , 两个二极管导通，使位线两个二极管导通，使位线 D D0 0 和和 D D2 2 为为 1 1 , , 这相当于接这相当于接 有二极管的交叉点存有二极管的交叉点存 1 1 。22.1.2 ROM22.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一
6、页返回上一页退出章目录交叉点处没有接二极管处，相当于存 0 ；位线 D1 和D3为 0 , 这相当于没接有二极管的交叉点存 0 。ROM的特点：存储单元存 0 还是存 1 是在设计和 制造时已确定, 不能改变；而且存入信息后, 即使断开 电源，所存信息也不会消失，所以ROM也称固定存储 器。 (2) (2) 地址译码器地址译码器图中是一个二极管译码器，两位地址代码 A1A0 可 指定四个不同的地址。 四个地址的逻辑式分别为：下一页返回上一页退出章目录地址译码器特点：地址译码器特点：(1) (1) N N取一译码：即取一译码：即N N条字线中，每次只能选中一条字线中，每次只能选中一 条字线。图示
7、电路为四选一译码。条字线。图示电路为四选一译码。(2) (2)最小项译码：最小项译码：n n个地址输入变量个地址输入变量A A0 0 A An n最小项的最小项的 数目为数目为 N N = 2= 2n n。图示电路最小项为四个。图示电路最小项为四个。下一页返回上一页退出章目录最小项最小项译码和译码和N N选一译码选一译码地址码地址码A A0 0A A1 10 00 00 10 11 01 01 11 1最小项及编号最小项及编号N N选选一译码一译码存储内容存储内容WW0 0WW1 1WW2 2WW3 3D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3mm0 0mm1 1mm2 2mm3 30
8、0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 10 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 10 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0从图中可看出，从图中可看出，地址译码器是一个与逻辑阵列地址译码器是一个与逻辑阵列。下一页返回上一页退出章目录存储矩阵是一个或逻辑阵列。存储矩阵是一个或逻辑阵列。ROMROM的阵列图的阵列图或阵列或阵列 与阵列与阵列 有二极管有二极管无二极管无二极管22.1.3 ROM22.1.3 ROM的阵列图的阵列图下一页返回上一页退出章目录22.1.3 ROM22.
9、1.3 ROM的阵列图的阵列图ROM阵列图中地址译码器和存储阵列的行线和列 线交叉处的二极管已用圆点 “ ” 代替。ROM的阵列图可以很直观地表示出地址译码器和 存储矩阵之间对应的逻辑关系。例：当地址码为A1A0 = 10时, 译码器输出 同时字线W1 = 1，该字线上两个交叉点有圆点( 存1)， 另两个交叉点无圆点( 存0)，ROM输出的信息为 D3D2D1D0 = 1100ROMROM的简化阵列图的简化阵列图下一页返回上一页退出章目录双极型晶体管和双极型晶体管和MOSMOS场效应管构成的存储矩阵场效应管构成的存储矩阵双极型存储矩阵双极型存储矩阵存存 1 1 存存 0 0 下一页返回上一页退
10、出章目录双极型晶体管和双极型晶体管和MOSMOS场效应管构成的存储矩阵场效应管构成的存储矩阵 1 0 0 0 1 1 0 1选中选中导通导通下一页返回上一页退出章目录MOSMOS型存储矩阵型存储矩阵1 0 0 0 选中选中0 0 1 01 1 0 1导通导通下一页返回上一页退出章目录1. ROM1. ROM构成的全加器构成的全加器22.1.4 ROM22.1.4 ROM的应用举例的应用举例在数字系统中在数字系统中ROMROM的应用十分广泛，如组合逻的应用十分广泛，如组合逻 辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和程序存辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和程序存 储等。储等。输入变量输入变量
11、A 加数 B 加数 C0 低位进位数输出变量输出变量S 本位和C0 向高位进位数下一页返回上一页退出章目录用用ROMROM构成全加器的逻辑状态构成全加器的逻辑状态A B C0最小项最小项编号编号位线位线S SC C0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 10 1 0 0 1 00 1 1 0 1 11 0 0 1 0 01 0 1 1 0 11 1 0 1 1 01 1 1 1 1 1A A B B C C0 0A A B BC C0 0A AB BA AC C0 0 A AC C0 0B B C C0 0 B BC C0 0A AB BB B C C0 0A AC C0 0B BA Amm
12、0 0mm1 1mm2 2mm3 3mm4 4mm5 5mm6 6mm7 70 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 被选中字线被选中字线WW0 0 = 1= 1 WW1 1 = 1= 1WW2 2 = 1= 1 WW3 3 = 1= 1 WW4 4 = 1= 1 WW5 5 = 1= 1WW6 6 = 1= 1 WW7 7 = 1= 1译码输出译码输出地址译码输出地址译码输出存储矩阵存储矩阵下一页返回上一页退出章目录由表可得：下一页返回上一页退出章目录2. ROM2. ROM构成的序列脉冲发生器构成的序列脉
13、冲发生器采用计数器和采用计数器和ROMROM来实现。来实现。 例：例：要产生要产生 11000100 11000100 这一八位序列脉冲。这一八位序列脉冲。在脉冲在脉冲 C C 的作用的作用 下下, , WW0 0 WW7 7依次依次 被选中，被选中， 从从 D D依次依次 输出输出 0110001001100010下一页返回上一页退出章目录工作波形工作波形下一页返回上一页退出章目录3. ROM3. ROM构成的字符发生器构成的字符发生器22.1.4 ROM22.1.4 ROM的应用举例的应用举例字符发生器常用于显示终端、打印机及其其它字符发生器常用于显示终端、打印机及其其它 一些数字装置。将
14、各种字母、数字等字符事先存储一些数字装置。将各种字母、数字等字符事先存储 在在ROMROM的存储矩阵中，再以适当的方式给出地址码的存储矩阵中，再以适当的方式给出地址码 ，某个字符就能读出来，并驱动显示器显示。，某个字符就能读出来，并驱动显示器显示。下面用下面用ROMROM构成的字符发生器显示字母构成的字符发生器显示字母 R R来说来说 明其工作原理。明其工作原理。下一页返回上一页退出章目录用用ROMROM构成字符发生器构成字符发生器下一页返回上一页退出章目录由图可看出该字符显示器由7行5 列构成存储矩阵, 将字母R的形状分割成若干部分并在相应的单元存入 信息 1 。当地址输入由 000110周
15、期地循环变化时, 即 可逐行扫描各字线, 把字线 W0 W7 所存储的字母“R” 的字形信息从位线D0 D4读出。使显示设备一行行的 显示出图 (b)的字形。下一页返回上一页退出章目录22.222.2 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器 (RAM) 不仅可以随时从指定的地址的存储单元读出数据，而且可以随时向指定的存 储单元写入数据。因此, RAM也称为读/写存储器, 。优点：读/写方便缺点：信息容易丢失，一旦断电，所存储的信息 会随之消失，不利于数据的长期保存。下一页返回上一页退出章目录22.2.1 RAM22.2.1 RAM的结构的结构方框图方框图RAMRAM的结构的结构方方框图框图下一页返回上一页退出章目录1. 1. 存储矩阵：存储矩阵：由大量存储单元构成，它的存储单由大量存储单元构成，它的存储单 元有静态和动态两种类型元有静态和动态两种类型 。与。与ROMROM不同的是不同的是RAMRAM存存 储单元的数据不是预先固定的，而是取决于外部输入储单元的数据不是预
