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1、第5章：半导体存储器本章基本要求：1、存储器基本概念2、RAM、ROM存储器工作原理-3、51单片机系统外部存储器的连接*单极性MOS存储器分类双极性存储器有TTL、ECLMOS存储器按工作特点、作用以及制造工艺可分为：MOS存储器RAMROM动态DRAM静态SRAMRandom Access Memory掩膜ROM Read Only Memory现场可编程PROM Programmable ROM可擦可编程EPROM Erasable PROM电可擦可编程E2ROM Electrically EPROM闪速存储器 Flash Memory AT89C51/52AT89C1051/2051易
2、失非易失程序存储器数据存储器MCS-15MCS-15存存储器系统配置储器系统配置一、程序存储器一、程序存储器MCS-51最小系统8051/8751内部有4KROM/EPROM8052/8752内部有8KROM/EPROMMCS-51最大系统：可寻址64KB单元容量不够时就要扩展片外程序存储器二、数据存储器二、数据存储器MCS-51最小系统MCS-51最大系统：可寻址64KB单元容量不够时就要扩展片外数据存储器RAM（I/O）51子系列内部只有128B RAM52子系列内部只有256B RAM系 统 的 扩 展 设 计:存储器 I/O接口5.1半导体存储器基础5.1.1 存储器的分类5.1.1
3、存储器的分类1.RAM 读/写存储器SRAM 静态随机读/写存储器DRAM 动态随机读/写存储器2.ROM掩模ROM 出厂时程序已经写入，不能修改。PROM 可编程只读存储器EPROM 可擦写PROM3.新型存储器OTP ROM 一次可编程只读存储器FLASH 存储器 快擦写存储器FRAM 非易失性铁电存储器5.1半导体存储器基础5.1.2 存储器的技术指标1、存储容量：是指存储器能够存储信息的容量。可 以表示为： 存储容量=字数字长2、最大存取时间：是指CPU从存储器里读或写一个 数据所需要的最大时间。3、存储器功耗4、可靠性和工作寿命5、集成度5.1半导体存储器基础5.1.3 存储器的结构
4、可以分为单译码和双译码编址存储器两类。注意： 存储器引脚的种类。 存储器容量与引脚的关系。 存储器操作的概念：地址信号、地址译码、 数据输入与输出信号。 存储器读写操作过程。5.1半导体存储器基础1、单译码编址存储器 如图：注意地址译码器、存储器阵列。5.1半导体存储器基础2、双译码编址存储器 如图：注意它的译码与选中单元的过程。5.2只读存储器ROM特点：存放的信息是固定的，不会随停电而丢 失。在使用过程中，其信息只可以读取，不可以 改写。 常用的ROM种类有： 1、掩模ROM，由制造厂家写入信息。 2、PROM，由用户一次性写入信息。 3、EPROM，多次可改写ROM，可由用户使用紫外线
5、灯擦除再次写入信息。 4、EEPROM，可用电脉冲擦除，并再次由用户写入 信息。5.2只读存储器ROMROM应用举例：以2764为例。 1、内部结构：如下图。 2、引脚分类和功能。强调：CE 的作用。常用的EPROM芯片为：27642712827256275121 2 34 56 7 8 9141312111023252627282422 21 201816 151719V VPPPPA A1212A A7 7 A A6 6 A A5 5 A A4 4 A A3 3 A A2 2 A A1 1 A A0 0QQ0 0QQ1 1QQ2 2QQ3 3QQ4 4QQ5 5QQ6 6QQ7 7GNDG
6、NDA A1010A A9 9A A8 8A A1111NCNCV VCCCCCECEOEOEPGMPGM地址输入线 A0Ai三态数据线 D0D7片选线读出选通线编程脉冲 输入线编程电源线工作电源线2764、27128、27256、27512等地线8K 8 16K 8 32K 8 64K 8A0Ai ：地址输入线，i=1215 Q0Q7 ：三态数据线，读或编程校验时为数据输出线， 编程时为数据输入线。维持或禁止时，呈高阻态 CE ： 片选线 OE： 读出选通线 PGM： 编程脉冲输入线 VPP： 编程电源线，其值因芯片型号和制造商而异 VCC： 电源线，接+5V GND: 接地线常用D0D7表
7、示常用常用EPROMEPROM芯片的技术指标：芯片的技术指标：型 号 2764 27128 27256 27512容 量（KB） 8 16 32 64引脚数 28 28 28 28读出时间 200 200 200 200最大工作电流 75 100 100 100最大维持电流 35 40 40 40nS mAmAEPROMEPROM的操作方式有：的操作方式有：编程方式 ： 把程序代码固化到EPROM中 编程校验方式：读出EPROM的内容，校对编程操作 的正确性读出方式 ： CPU从EPROM中读出指令和常数维持方式 ： 数据端呈高阻编程方式 ：用于多片EPROM并行编程EPROM 写入器读 0
8、0 1 VCC 5v DOUT禁止输出 0 1 1 VCC 5v 高阻 维 持 1 VCC 5v 高阻 编 程 0 1 0 * * DIN 编程校验 0 0 1 * * DOUT引脚 方式CEOEPGMVPPVCCQ0Q7编程禁止 1 * * 高阻2764A和27128A的操作方式5.3随即存取存储器RAM1、特点：存储单元的内容可在操作中随时读写操 作，其信息会随停电而丢失。 常用的RAM有：动态和静态两类。 2、RAM举例：以6264为例。下图为其内部结构。5.3随即存取存储器RAM6264引脚说明：注意CS 的作用。常用数据存储器芯片常用数据存储器芯片常用的静态RAM芯片为：626462
9、128622561 2 34 56 7 8 9141312111023252627282422 21 201816 151719NCNCA A1212A A7 7 A A6 6 A A5 5 A A4 4 A A3 3 A A2 2 A A1 1 A A0 0 D D0 0 D D1 1 D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7GNDGNDA A1010A A9 9A A8 8A A1111CS1CS1V VCCCCCECEOEOEWEWE地址输入线双向三态 数据线片选线读出选通线写允许信号 输入线电源线静态RAM芯片6116、6264、62128、62256等
10、2 KB8 KB16 KB32 KB地线11根13根14根15根D0D7： 三态数据线CE ： 片选线OE ： 读出选通线WE ： 写允许信号输入线VCC： 电源线，接+5VGND: 接地A0Ai： 地址输入线，i=10（6116）， i=12（6264）i=13（62128）， i=14（62256）上页下页回目录常用静态常用静态RAMRAM芯片的技术指标：芯片的技术指标：型 号 6116 6264 62128 62256 容 量（KB） 2 8 16 32引脚 方式CEOEWE D0D76116/6264/62128/62256操作方式读 0 0 1 输出 DOUT维持 1 高阻 三态 写
11、 0 1 0 输入 DIN5.451单片机与外部存储器的连接5.4.1 51外扩存储器应注意的问题 这些问题也是连接外部存储器时应很好掌握的 重要概念。 选取合适的存储器芯片：芯片的存储性质、芯片 的容量、芯片的工作速度等。 存储器空间地址的分配：确定各类芯片在存储空 间占用的存储地址。 确定芯片译码方式：片内译码、芯片译码。全译 码方式、部分译码方式、线选译码方式。 存储器与单片机连线的种类及要求，重点是三总 线的结构。MCS-51MCS-51系统扩展功能系统扩展功能进行系统扩展时，单片机 的引脚可构成三总线结构1 1、片外三总线结构、片外三总线结构ALEP3.1 P3.2 P3.3 P3.
12、4 P3.5 P3.6 P3.7P3.0EAPSENRST803180518751 VccVssP1口P2口P0口373GE+5VA0A7A8A15D0D7I/OXTAL1XTAL2RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD控 制 总 线 CB数据总线 DB地址总线 AB上页下页回目录CPU微处理器RAMI/OROMCBUS DBUS ABUSCBUS ：控制总线 ，方向不确定DBUS：数据总线，双向三态ABUS ：地址总线，单向三态利用三总线可方便的进行系 统 的 扩 展 设 计: 地址总线AB（A0A15）宽16位 片外寻址64KB 数据总线DB（D0D7）宽8位 控制总线
13、CB系统扩展用的控制总线有：PSEN EAALERESETRD WR地址总线由P0口提供地址低8位。地址总线由P2口提供地址高8位P0口是地址/数据复用线，在地址有效时， ALE 锁存到片外地址锁存器保存;数据总线由P0口提供，该口为三态双向口。 P0的驱动能力：驱动8个TTL门 P1 、P2、 P3的驱动能力：驱动4个TTL门2 2、总线驱动能力、总线驱动能力 单向总线驱动器 74LS244 双向总线驱动器 74LS245 当应用系统规模过大，超过总线的驱动能力时， 系统不可能可靠工作，此时应加总线驱动器。PSENPSEN片外取指（片外程序存储器读）信号输出端ALEALE 地址锁存信号。 用
14、锁存P0口的低8位地址RD/WRRD/WR 用于片外RAM的读写控制，执行MOVX时，这两个信号，在 P3.7/P3.6 上自动产生3、常用的地址锁存器常用的8位地址锁存器有：74LS373、74LS273、8282 74LS373是一种输出带有三态门的8D锁存器1D8D1Q8QGE1Q8Q74LS373结构原理图输入控制端输出允许端E E1Q1Q 1D1D 2D2D 2Q2Q 3Q3Q 3D3D 4D4DGNDGND4Q4Q74LS 3731 2 34 56 7 8 9 1014161718191513 12 1120 8Q8Q 8D8D 7D7D 7Q7Q 6Q6Q 6D6D 5D5DGG
15、5Q5QV VCCCC引脚图A0A7P0.0P0.7 ALE1D8D1Q8Q GE电路连接图74LS 37374LS373的功能表E G 功 能0 1 直通（Qi=Di）0 0 保持（ Qi保持不变）1 输 出 高 阻工作原理：输入控制端G“1” 输出和输入端数据相同“0” （1D8D）数据锁入（1Q 8Q ）三态使能端E“1” 三态门输出呈高 阻三态门开放,其输出为锁存器 的输出“0 ”4、常用的地址译码器常用的地址译码器是： 3-8线译码器74LS138双2-4线译码器74LS13974LS 1381 2 34 56 7 89101416 1513 12 11A A B B C CG2AG2A G2BG2B G1G1GNDGNDY7Y7 Y6Y6Y4Y4Y3Y3Y2Y2Y1Y1Y0Y0Y5Y5V VCCCC8个输出端3个选择输入端3个允许输入端Y Y0 0Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3Y Y4 4Y Y5 5Y Y7 7Y Y6 611111111111111111111111111
