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1、第第5 5章：半导体存储器章：半导体存储器本章基本要求：本章基本要求：1 1、存储器基本概念、存储器基本概念2 2、RAMRAM、ROMROM存储器工作原理存储器工作原理-3 3、5151单片机系统外部存储器的连接单片机系统外部存储器的连接*概概 述述 存储器是计算机的主要组成部分，它使计算机存储器是计算机的主要组成部分，它使计算机具有记忆功能。能将数据和程序存入计算机，使之具有记忆功能。能将数据和程序存入计算机，使之脱离人的干预自动工作。脱离人的干预自动工作。70年代的存储器大多采用磁芯存储器，其速度年代的存储器大多采用磁芯存储器，其速度比比CPU慢几个数量级。且体积大，成本高。无论是慢几个
2、数量级。且体积大，成本高。无论是体积上还是成本上，都是计算机的主要组成部分。体积上还是成本上，都是计算机的主要组成部分。计算机工作者在存储器的速度、体积、成本和计算机工作者在存储器的速度、体积、成本和容量上做了大量工作，解决了很多矛盾，成功地研容量上做了大量工作，解决了很多矛盾，成功地研制出今天的半导体存储器。制出今天的半导体存储器。单极性单极性MOS存储器分类存储器分类双极性存储器有双极性存储器有TTL、ECLMOS存储器按工作特点、作用以及制造工艺可分为：存储器按工作特点、作用以及制造工艺可分为：MOS存储器存储器RAMROM动态动态DRAM静态静态SRAMRandom Access Me
3、mory掩膜掩膜ROM Read Only Memory现场可编程现场可编程PROM Programmable ROM可擦可编程可擦可编程EPROM Erasable PROM电可擦可编程电可擦可编程E2ROM Electrically EPROM闪速存储器闪速存储器 Flash Memory AT89C51/52AT89C1051/2051易失易失非易失非易失程序存储器程序存储器数据存储器数据存储器MCS-15MCS-15MCS-15MCS-15存存存存储器系统配置储器系统配置储器系统配置储器系统配置一、程序存储器一、程序存储器一、程序存储器一、程序存储器MCS-51最小系统最小系统8051
4、/8751内部有内部有4KROM/EPROM8052/8752内部有内部有8KROM/EPROMMCS-51最大系统：可寻址最大系统：可寻址64KB单元单元容量不够时就要扩展片外程序存储器容量不够时就要扩展片外程序存储器二、数据存储器二、数据存储器二、数据存储器二、数据存储器MCS-51最小系统最小系统MCS-51最大系统：可寻址最大系统：可寻址64KB单元单元容量不够时就要扩展片外数据存储器容量不够时就要扩展片外数据存储器RAM（I/O）51子系列内部只有子系列内部只有128B RAM52子系列内部只有子系列内部只有256B RAM系系 统统 的的 扩扩 展展 设设 计计:存储器存储器I/O
5、I/O接口接口5.1半导体存储器基础半导体存储器基础5.1.15.1.1 存储器的分类存储器的分类5.1.15.1.1 存储器的分类存储器的分类 1.RAM 1.RAM 读读/写存储器写存储器 SRAM SRAM 静态随机读静态随机读/写存储器写存储器 DRAM DRAM 动态随机读动态随机读/写存储器写存储器 2.ROM 2.ROM 掩模掩模ROM ROM 出厂时程序已经写入，不能修改。出厂时程序已经写入，不能修改。PROM PROM 可编程只读存储器可编程只读存储器 EPROM EPROM 可擦写可擦写PROMPROM 3.3.新型存储器新型存储器 OTP ROM OTP ROM 一次可编
6、程只读存储器一次可编程只读存储器 FLASH FLASH 存储器存储器 快擦写存储器快擦写存储器 FRAM FRAM 非易失性铁电存储器非易失性铁电存储器5.1半导体存储器基础半导体存储器基础5.1.25.1.2 存储器的技术指标存储器的技术指标1 1、存存储储容容量量：是是指指存存储储器器能能够够存存储储信信息息的的容容量量。可可以表示为：以表示为：存储容量存储容量=字数字数字长字长2 2、最最大大存存取取时时间间：是是指指CPUCPU从从存存储储器器里里读读或或写写一一个个数据所需要的最大时间。数据所需要的最大时间。3 3、存储器功耗、存储器功耗4 4、可靠性和工作寿命、可靠性和工作寿命5
7、 5、集成度、集成度5.1半导体存储器基础半导体存储器基础5.1.35.1.3 存储器的结构存储器的结构可以分为单译码和双译码编址存储器两类。可以分为单译码和双译码编址存储器两类。注意：注意：存储器引脚的种类。存储器引脚的种类。存储器容量与引脚的关系。存储器容量与引脚的关系。存存储储器器操操作作的的概概念念：地地址址信信号号、地地址址译译码码、数据输入与输出信号。数据输入与输出信号。存储器读写操作过程。存储器读写操作过程。5.1半导体存储器基础半导体存储器基础1 1、单译码编址存储器、单译码编址存储器如图：注意地址译码器、存储器阵列。如图：注意地址译码器、存储器阵列。5.1半导体存储器基础半导
8、体存储器基础2 2、双译码编址存储器、双译码编址存储器如图：注意它的译码与选中单元的过程。如图：注意它的译码与选中单元的过程。5.2只读存储器只读存储器ROM特特点点：存存放放的的信信息息是是固固定定的的，不不会会随随停停电电而而丢丢失失。在在使使用用过过程程中中，其其信信息息只只可可以以读读取取，不不可可以以改写。改写。常用的常用的ROMROM种类有：种类有：1 1、掩模、掩模ROMROM，由制造厂家写入信息。，由制造厂家写入信息。2 2、PROMPROM，由用户一次性写入信息。，由用户一次性写入信息。3 3、EPROMEPROM，多多次次可可改改写写ROMROM，可可由由用用户户使使用用紫
9、紫外外线线灯擦除再次写入信息。灯擦除再次写入信息。4 4、EEPROMEEPROM，可可用用电电脉脉冲冲擦擦除除，并并再再次次由由用用户户写写入入信息。信息。5.2只读存储器只读存储器ROMROMROM应用举例：应用举例：以以27642764为例。为例。1 1、内部结构：如下图。、内部结构：如下图。2 2、引脚分类和功能。强调：、引脚分类和功能。强调：CE CE 的作用。的作用。常用的常用的EPROM芯片为：芯片为：276427128272562751212345678914131211102325262728242221201816151719V VPPPPA A1212A A7 7A A6
10、 6A A5 5A A4 4A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0QQ0 0QQ1 1QQ2 2QQ3 3QQ4 4QQ5 5QQ6 6QQ7 7GNDGNDA A1010A A9 9A A8 8A A1111NCNCV VCCCCCECEOEOEPGMPGM地址输入线地址输入线A0Ai三态数据线三态数据线D0D7片选线片选线读出选通线读出选通线编程脉冲编程脉冲输入线输入线编程电源线编程电源线工作电源线工作电源线2764、27128、27256、27512等等地线地线8K 816K 832K 864K 8A0Ai ：地址输入线，：地址输入线，i=1215Q0Q7：三态数据线，：三态数
11、据线，读或编程校验时为数据输出线，读或编程校验时为数据输出线，编程时为数据输入线。编程时为数据输入线。维持或禁止时，呈高阻态维持或禁止时，呈高阻态 CE：片选线片选线OE：读出选通线读出选通线PGM：编程脉冲输入线编程脉冲输入线VPP：编程电源线，其值因芯片型号和制造商而异编程电源线，其值因芯片型号和制造商而异VCC：电源线，接电源线，接+5VGND:接地线接地线常用常用D0D7表示表示常用常用常用常用EPROMEPROM芯片的技术指标：芯片的技术指标：芯片的技术指标：芯片的技术指标：型型 号号 2764 27128 27256 27512容容 量（量（KB）8 16 32 64引脚数引脚数
12、28 28 28 28读出时间读出时间 200 200 200 200最大工作电流最大工作电流 75 100 100 100最大维持电流最大维持电流 35 40 40 40nSnSmAmAmAmAEPROMEPROM的操作方式有：的操作方式有：的操作方式有：的操作方式有：编程方式编程方式 ：把程序代码固化到把程序代码固化到EPROMEPROM中中编程校验方式：读出编程校验方式：读出EPROMEPROM的内容，校对编程操作的内容，校对编程操作的正确性的正确性读出方式读出方式 ：CPU CPU从从EPROMEPROM中读出指令和常数中读出指令和常数维持方式维持方式 ：数据端呈高阻数据端呈高阻编程方
13、式编程方式 ：用于多片：用于多片EPROMEPROM并行编程并行编程EPROM 写入器写入器读读 0 0 1 V0 0 1 VCCCC 5v 5v DOUT禁止输出禁止输出 0 1 1 V 0 1 1 VCCCC 5v 5v 高阻高阻 维维 持持 1 1 V VCC CC 5v 5v 高阻高阻 编编 程程 0 1 0 *0 1 0 *DIN编程校验编程校验 0 0 1 *0 0 1 *DOUT引脚引脚方式方式CECEOEOEPGMPGMV VPPPPV VCCCCQ Q0 0Q Q7 7编程禁止编程禁止 1 1 *高阻高阻2764A和和27128A的操作方式的操作方式5.3随即存取存储器随即存
14、取存储器RAM1 1、特特点点：存存储储单单元元的的内内容容可可在在操操作作中中随随时时读读写写操操作，其信息会随停电而丢失。作，其信息会随停电而丢失。常用的常用的RAMRAM有：动态和静态两类。有：动态和静态两类。2 2、RAMRAM举例：以举例：以62646264为例。下图为其内部结构。为例。下图为其内部结构。5.3随即存取存储器随即存取存储器RAM62646264引脚说明：注意引脚说明：注意CSCS 的作用。的作用。常用数据存储器芯片常用数据存储器芯片常用数据存储器芯片常用数据存储器芯片常用的静态常用的静态RAM芯片为：芯片为：626462128622561234567891413121
15、1102325262728242221201816151719NCNCA A1212A A7 7A A6 6A A5 5A A4 4A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7GNDGNDA A1010A A9 9A A8 8A A1111CS1CS1V VCCCCCECEOEOEWEWE地址输入线地址输入线双向三态双向三态数据线数据线片选线片选线读出选通线读出选通线写允许信号写允许信号输入线输入线电源线电源线静态静态RAM芯片芯片6116、6264、62128、62256等等2 KB8 KB1
16、6 KB32 KB地线地线11根根13根根14根根15根根D0D7：三态数据线三态数据线CE：片选线片选线OE：读出选通线读出选通线WE：写允许信号输入线写允许信号输入线VCC：电源线，接电源线，接+5VGND:接地接地A0Ai：地址输入线，地址输入线，i=10（6116），），i=12（6264）i=13（62128），），i=14（62256）上页上页下页下页回目录回目录常用静态常用静态常用静态常用静态RAMRAM芯片的技术指标：芯片的技术指标：芯片的技术指标：芯片的技术指标：型型 号号 6116 6264 62128 62256 6116 6264 62128 62256容容 量（量（KB）2 8 16 32 2 8 16 32引脚引脚方式方式CEOEWE D0D76116/6264/62128/622566116/6264/62128/62256操作方式操作方式读读 0 0 1 0 0 1 输出输出 DOUT 维持维持 1 1 高阻高阻 三态三态 写写 0 1 0 0 1 0 输入输入 DIN5.451单片机与外部存储器的连接单片机与外部存储器的连接5.4.15.4.1 51
