《电子技术 教学课件 ppt 作者 李少纲 第十章 存储器与可编程逻辑器件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术 教学课件 ppt 作者 李少纲 第十章 存储器与可编程逻辑器件（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 存储器和可编程逻辑器件,第一节 只读存储器,第二节 随机存储器,第三节 可编程逻辑器件,存储器是计算机和数字电路系统的重要组成部分,ROM用于存放固定不变的信息，工作时只能读出，不能写入。RAM即可以读出，又可以写入，但断电时，原写入的信息会丢失 。,可编程逻辑器件可根据需要设定它的逻辑功能,第一节 只读存储器,一、 固定只读存储器,ROM的结构框图,表示存 储容量,1、结构,（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：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
2、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位线D0DM-1传送到数据输出端。,2、 ROM的工作原理,二极管 ROM电路,存“1”,存“0”,(1) 存储矩阵,图中的存储矩阵有四条字线和四条位线。共有十六个交叉点，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，相当于存“1”；,交叉点处没有接二极管时，相当于存“0”；,如：字线W0与位线有四个交叉点，其中与位线D0和D2交叉处接有二极管。当选中W0（为高电平）字线时，两个二极管导通，使位线D0和D2为“1”，这相当于接有二极管的交叉点存“1”。,交叉点处没
3、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) 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：,地址译码器特点：,（1）N取一译码：即N条字线中，每次只能选中一条字线。图示电路为四选一译码。,（2）最小项译码：n个地址输入变量A0An最小项的数目为N=2n。图示电路最小项为四个。,地址译码器是一个“与”逻辑阵列,导通,0 1 0 1
4、,导通,二极管ROM存储器,存储器与可编程逻辑阵列中常用的逻辑符号,在图(a)中, 多个输入端“与”门只用一根输入线表示，称乘积线。输入变量A、B、C的输入线和乘积线的交点有三种情况：(1)黑点“” 为固定连接点，用户不能改变。(2)叉点“” 为用户定义编程点，出厂时此点是接通的, 用户可根据需要断开或保持接通。(3)既无 “”也无 “”时，表示该点是断开的或编程时擦除的，其对应的变量B不是“与”门的输入量。,存储矩阵是一个“或”逻辑阵列,简化的 ROM存储矩阵阵列图,有二极管,无二极管,二、可编程序只读存储器,双极型存储矩阵,存“1”,存“0”,选中,1 1 0 1,导通,MOS型存储矩阵,
5、选中,0 0 1 0,1 1 0 1,导通,三、可改写只读存储器,目前已研制成功电擦除的ROM，称为EAROM。在读、写、擦除时，均可采用5V电源，使用方便。其信息保持时间可达10年以上，擦写次数超过一万次，已接近EPROM的水平。,EPROM写入信息后，当需要改变时，可用强紫外线或X射线，对EPROM芯片上方的石英玻璃窗口照射1030min，使EPROM恢复为初始状态，存储单元全为1，又可重新写入。,四、EPROM2716简介,EPROM2716是容量为2K字8位的可改写只读存储器，A0A10是地址线，D0D7是数据输出端。,读出方式、写入方式、校核方式、待机方式、禁止写入方式、输出呈高阻状
6、态禁止数据读出方式。,1. ROM实现组合逻辑函数,五、 ROM的应用,ROM不仅用于存储专用程序，而且在实现组合逻辑、时序逻辑方面也得到了广泛应用。,例1 试用ROM实现以下组合逻辑函数。,ROM的地址译码器输出包含全部输入变量的最小项； ROM输出又是这些最小项的和。因此，任何形式的组合逻辑函数均可通过向ROM写入相应数据来实现 。,和,解 逻辑函数含有三个变量，则用有3位地址码、两位数据输出的8字2位的ROM。将A、B、C三个变量分别接至地址输入端A2、A1、A0，按照逻辑函数要求存入相应数据，即可在数据输出端D0、D1得到F1 、F2 ，其ROM阵列如图所示 。,2.ROM构成的字符发
7、生器,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。将各种字母、数字等字符事先存储在ROM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。,下面用ROM构成的字符发生器显示字母R来说明其工作原理。,字符显示原理图,(b),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。,第二节 随机存储器,随机存取存储器（RAM） ，它能随时
8、从任何一个指定地址的存储单元中取出（读出）信息，也可随时将信息存入（写入）任何一个指定的地址单元中。因此也称为读/写存储器。,RAM的结构框图,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”。与ROM不同的是RAM存储单元的数据不是预先固定的，而是取决于外部输入信息，其存储单元必须由具有记忆功能的电路构成。,2. 地址译码器：也是N取一译码器。,一、 静态随机存储器,MOS型RAM,动态RAM：集成度高，功耗小，但必须定期给电容补充电荷，以防存储信息的丢失。,一般情况下，大容量的存储器使用动态RAM；小容量的存储器使用静态RAM。,RAM2114外引线排列图,二、
9、 动态随机存储器,动态RAM的存储矩阵通常是利用MOS管栅极电容对电荷的暂存作用来存储信息。,动态RAM单管电路,写入信息时,使字选线为1,门控管V导通,待写入的信息由位线(数据线D)存入电容 CS,读出时也要使字选线为1，V管导通，存储在CS上的信息通过V管送到位线上。,位线作为输出时，可等效为一个输出电容CD，读到位线上的信息(电荷) 对CD充电，这使得CS 的电压由约0.2V降到0.1V。读出后必须重新(刷新)使CS 上的信号电平得到恢复。,1、位扩展方式,(RAM2114位数扩展),三、存储器容量的扩展,2、字扩展,A11 A0十二根地址线，组成4096字4位的RAM,选中,0,可编程
10、逻辑器件（PLD）它是由用户自行定义功能（编程）的一类逻辑器件的总称。,第三节 可编程逻辑器件,1)可编程只读存储器(PROM)：固定的“与”阵列和可编程的“或”阵列。 2)可编程逻辑阵列PLA：“与”阵列和“或”阵列均可编程。 3)可编程阵列逻辑(PAL)：可编程的“与”阵列和固定的“或”阵列(一次编程) 。 4)通用阵列逻辑(GAL)：可编程的“与”阵列和固定的“或”阵列(多次编程),可编程逻辑器件的结构主要的有以下4种：,一、可编程逻辑阵列,PLA与PROM的结构相似，其区别在于PLA译码器部分也可由用户自己编程。,PLA阵列图,可编程“或” 阵列,可编程“与” 阵列,例1: 试用PRO
11、M产生一组逻辑函数。,(3)由F0 F2最小项画出PROM的编程阵列图,用PROM 产生一组逻辑函数,固定“与” 阵列,可编程“或” 阵列,例2 : 试用PLA产生一组逻辑函数。,用PLA产生一组逻辑函数,可编程“与” 阵列,与PROM阵列的编程相比PLA的编程简捷得多,可编程“与” 阵列,二、可编程阵列逻辑(PAL),PAL是一种“与”阵列可编程，而“或”阵列是固定的器件，即每个输出是若干个乘积项之和，其中乘积项包含的变量可以编程选择，PAL器件的输入端、输出端及乘积项的数目是出厂时就固定的。,在逻辑设计与应用中，PAL “与”阵列和“或”阵列都得到充分的利用。此外，PAL比PLA具有更多的软件支持和操作方便的编程器，因而得到广泛的应用。,三、通用阵列逻辑（GAL）,通用阵列逻辑（GAL）是一种可多次编程、可电擦除的通用逻辑器件，它具有功能很强的可编程的输出级，能灵活地改变工作模式。,GAL既能用作组合逻辑器件，也能时序逻辑器件；其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。此外，它还可以设置加密位。由于GAL芯片内部电路结构复杂，具体分析从略。,
