存储器扩展技术1

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1、6.1 存储器概述 6.2 半导体存储器 6.3 MCS-51单片机存储器扩展,第6章 存储器接口,1、存储器定义 在微机系统中凡能存储程序和数据的部件统称为存储器。 2、存储器分类 微机系统中的存储器分为内存和外存两类。 3、内存储器的组成 微机系统中的存储器由半导体存储器芯片组成。 单片机内部有存储器,当单片机内部的存储器不够用时,可以外扩存储器。外扩的存储器就是由半导体存储器芯片组成的。 当用半导体存储器芯片组成内存时必须满足个要求: 每个存储单元一定要有8个位。 存储单元的个数满足系统要求。 注意:内存的容量是指它所含存储单元的个数(每个存储单元一定要有8个位,可以存储8位二进制信息)

2、。,6.1 存储器概述,外存的存储容量大,存取速度慢;它不能直接与CPU交换信息,必须经过内存实现;常用的有硬盘、软盘和光盘。,内存的存储容量有限,存放将要运行的程序和数据,存取速度快,可以直接与CPU交换信息。,返回,由于集成工艺水平的限制,一个半导体存储器芯片上所集成的单元个数和每个单元的位数有限,用它构成内存时必须满足:内存容量和一个存储单元有8个位的要求,因此内存常常由多个半导体存储器芯片构成。 半导体存储器芯片的存储容量是指其上所含的基本存储电路的个数,用单元个数位数表示。 掌握: 已知内存容量和半导体存储器芯片的容量,求用半导体存储器芯片构成内存时需要的芯片个数。 内存的容量=末地

3、址首地址+1 半导体存储器芯片分成ROM和RAM两类。 6.2.1 ROM芯片 6.2.2 RAM芯片,6.2 半导体存储器,返回,例,例,由,已知内存容量和半导体存储器芯片的容量,求用半导体存储器芯片构成内存时需要的芯片个数。,返回,由,内存的容量=末地址首地址+1,返回,1、ROM简介 ROM是只读存储器,ROM中的信息是用写录器写入的,一旦写入,其上的信息就不能随意更改,其内的信息可以由CPU读出,但不能由CPU通过指令写入。 2、ROM特性 ROM具有非易失性,即掉电后其上的信息不消失,常常用于存储程序和固定的数据表格。 3、ROM分类: 掩膜ROM其上的程序由厂家用特殊工艺写入,结构

4、简单,集成度高,但成本也高,适用于大批量产生。 PROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,一旦写入其上的程序就不能再更改。 EPROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,也可以用紫外线整片擦除。 E2PROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,也可以用电信号整字节擦除。 4、典型ROM芯片,6.2.1 ROM芯片,返回,2764,Intel2764的容量为8K8,有28个引脚。 各引脚的功能如下: Al2A0:地址信号输入引脚,可寻址芯片的8K个存储单元。 O7O0: 双向数据信号输入输出引脚。 CE:片选信号输入引脚,低电平有效,只有当该引脚转入低电平时

5、,才能对相应的芯片进行操作。 OE:数据输出允许控制信号引脚,输入,低电平有效,用以允许数据输出。 VPP:+25v电源,用于在专用装置上进行写操作。 PGM:编程脉冲输入。低电平有效 Vcc:+5v电源。 GND:地。,返回,2764,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,CE,OE,VPP,PGM,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,2764,1、RAM简介 RAM是随机读写存储器,其中的信息由CPU通过指令读写(movx dptr,a ,movx a,dptr)。 2、RAM特性 RAM具有易失性,即掉电后其上的信息消失,故用于存

6、储临时性数据。 3、RAM分类: RAM分为2类:双极型和MOS型(MOS型RAM因其集成度高,功耗低,价格便宜而得到广泛应用)。 MOS型RAM又分为SRAM和DRAM。 4、典型RAM芯片,6.2.2 RAM芯片,返回,6264,SRAM用MOS型双稳态触发器存储信息,集成度低,接口简单。,DRAM用电容存储信息,集成度高,接口复杂,因为电容上的电荷容易泄漏,所以必须定时充电。,Intel6264的容量为8K8,有28个引脚。 各引脚的功能如下: Al2A0:地址信号输入引脚,可寻址芯片的8K个存储单元。 D7D0: 双向数据信号输入输出引脚。 OE:数据输出允许控制信号引脚,输入,低电平

7、有效,用以允许数据输出。 WE:数据输入允许控制信号引脚,输入,低电平有效,用以允许数据输入。 CS1:片选信号输入引脚,低电平有效,只有当该引脚转入低电平时,才能对相应的芯片进行操作。 CS2:片选信号输入引脚,高电平有效,只有当该引脚转入高电平时,才能对相应的芯片进行操作。 Vcc:+5v电源,用于在线的读操作。 GND:地。,返回,6264,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,WE,OE,CS1,CS2,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,6264,6.3 MCS-51单片机存储器扩展,在微机系统中存储器是必不可少。MCS51系

8、列单片机内部的存储器不够用时需要外扩半导体存储器芯片,外扩的半导体存储器芯片与MCS51系列单片机通过三总线交换信息。二者连接时必须考虑如下问题: 1二者地址线、数据线、控制线的连接。 2工作速度的匹配。CPU在取指令和存储器读或写操作时,是有固定时序的,用户要根据这些来确定对存储器存取速度的要求,或在存储器已经确定的情况下,考虑是否需要Tw周期,以及如何实现。 3片选信号的产生。目前生产的存储器芯片,单片的容量仍然是有限的,通常总是要由许多片才能组成一个存储器,这里就有一个如何产生片选信号的问题。 4CPU的驱动能力 。在设计CPU芯片时,一般考虑其输出线的直流负载能力,为带一个TTL负载。

9、现在的存储器一般都为MOS电路,直流负载很小,主要的负载是电容负载,故在小型系统中,CPU是可以直接与存储器相连的,而较大的系统中,若CPU的负载能力不能满足要求,可以(就要考虑CPU能否带得动,需要时就要加上缓冲器,)由缓冲器的输出再带负载。 6.3.1 ROM芯片的扩展 6.3.2 RAM芯片的扩展,返回,6.3.1 ROM芯片的扩展,返回,在MCS-51单片机应用系统中,如果单片机内部程序存储器不够用时,特别是对片内无ROM的8031单片机,外扩程序存储器是必不可少的工作。程序存储器容量的扩展可根据实际需要在64KB范围内选择。 单片机扩展用程序存储器有紫外光可擦除型(EPROM)、电擦

10、除型(EEPROM)和闪速存储器FLASH等。EPROM价格低廉,性能稳定可靠,所以,一般程序存储器的扩展均采用之。 在进行程序存储器扩展时,首先应根据应用系统的要求,选择使用何种类型的芯片作程序存储器芯片;其次,在存储器容量选择时,应尽量选择大容量的芯片,即使用一片存储器芯片能够满足要求的,尽量不使用多片,从而减少芯片的组合数量。当必须选用多芯片时,也应选择集成度相同的芯片,以便简化系统的应用电路。,例1 某微机系统只有一片2764,试将其与8051进行连接。,例2 用2764构成16K的存储系统,试将它们与8051进行连接。,返回,例1 某微机系统只有一片2764,试将其与8051进行连接

11、。,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,A0,A12,CE,OE,VPP,PGM,O0,O7,2764,AB12,AB0,AB0,AB15,AB12,将芯片的13位地址线按引脚名称一一并联,然后按次序逐根接至系统地址总线的低13位。 将芯片的8位数据线依次接至系统数据总线的O0-O7。 芯片

12、的OE端接至系统控制总线的存储器读信号(PSEN) 因为系统中只有1片2764,所以2764的CE可以接地。,地址码的计算,返回,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,A0,A12,CE,OE,VPP,PGM,O0,O7,2764,AB12,AB0,AB0,AB15,AB12,地址码的计算,计

13、算2764每个单元的地址(8051送出何种地址码时选中该单元) P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0 * * * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0000H-1FFFH,89C51从2764中读取信息的过程: 89C51发地址码 P00P07-AB-2764的A0A7 ALE=1 P2

14、0P27-AB-2764的A8A12 89C51发读ROM信号 PSEN=0CB-2764的OE 2764将选中单元的内容送出-DB-89C051的P00-P07,返回,ALE,RD,WR,PSEN,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,89C51,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,OE,LE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,74LS373,DB,AB,CB,A0,A12,CE,OE,VPP,PGM,O0,O7,2764,AB12,AB0,AB0,AB15,AB12,例2 用2764构成16K的存储系统,试将它们与8051进行连接。,A0,A12,CE,OE,VPP,PGM,O0,O7,2764,AB12,AB0,2764的容量是8K*8,1片2764上有8K个存储单元,每个存储单元有8个基本存储电路,能存放8位二进制信息,可以满足位数的要求,但是1片2764上有8K个存储单元,为了

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