实验七 随机存取存储器 (RAM)的应用一、实验目的1. 熟悉 RAM 的工作原理及使用方法2. 掌握 RAM 存储器 2114 的应用二、实验原理在计算机及其接口电路中，通常要存储二进制信息存储器有 RAM、ROM，RAM 又分为静态的 SRAM 和动态的 DRAM，2114 是存储容量为 1K×4 位的静态 SRAM它由三部分组成：地址译码器、存储矩阵和控制逻辑地址译码器接受外部输入的地址信号，经过译码后确定相应的存储单元；存储矩阵包含许多存储单元，它们按一定的规律排列成矩阵形式，组成存储矩阵；控制逻辑由读写控制和片选电路构成图7.1 2114的管脚排列图RAM 2114 的工作电压为 5V，输入、输出电平与 TTL 兼容2114 的引脚图如图 7.1 所示，其中 A0 ~ A9 为地址码输入端R/W 为读写控制端，I/O0 ~ I/O3 是数据输入输出端，CS 为片选端，当它为 1，芯片未选中，此时数据输入/输出端呈高阻状态当片选端为 0，2114 被选中，如果读写控制端为高电平，则数据可以由地址 A0 ~ A9 指定的存储单元读出；如果读写控制端为低电平，2114 执行写入操作，数据被写入到由地址 A0~ A9 指定的存储单元。
RAM 2114 的功能见表 7.1对于 RAM 的读写操作，要严格注意时序的要求读操作时，即首先给出地址信号 A0 ~ A9，然后使片选信号有效，再使得读控制有效，随后数据从指定的存储单元送到数据输出端对 2114 进行写操作的时序是：先有地址信号，再有片选信号，随后使写入的数据和写信号有效 表7.1 2114功能表 三、实验内容和步骤1. 按图 7.2 连接电路，并把三个集成块的电源端接实验箱的 +5V 电压将 RAM 存储器 2114 的 A3 ~ A0 接二进制计数器 74LS193 的输出端 QD ~ QA，它的地址信号输入端 A4 ~ A9 和片选端均接地即本实验只利用了 2114 的 16 个存储单元74LS125 为三态门，它的 4 个三态门的使能端 (1，4，10，13) 并联后接到 2114 的读写控制端，再接到实验箱的单次脉冲输出端当 2114 执行读操作时，三态门的输出应该呈高阻状态；当 2114 执行写操作时，三态门的使能端有效，三态门与数据开关接通要写入的单元图7.2 RAM 2114的读写实验电路地址由计数器决定，而要写入的数据由数据开关决定2. 74LS193 的引脚排列如图7.3所示，它的清零端 14 脚为高电平时，计数器清零，当它为低电平时执行计数操作。
所以先让 K1=1，然后让 K1=03. 按动连接在计数器的单次脉冲 CP，根据与计数器输出相连的四个 LED 可以确定 2114 的存储单元地址再改变数据开关就能够确定被写入的数据注意单脉冲产生的应是负脉冲当其为低电平时有两个作用，一是使三态门工作，二是使得 2114 的写控制有效所以按动单次脉冲 CP，就可以将给定的数据写入到指定的 RAM 存储单元按表 7.2 的要求改变地址 A3 ~ A0 和数 据Ｉ3~Ｉ0，将实验结果填入表 7.2 图7.3 74LS193的引脚排列图4. 让 CP 为高电平，关闭三态门，并使 2114 处于读工作状态用 K1 对计数器清零，再使计数器处于计数状态按动单次脉冲 CP，根据与计数器输出相连的四个 LED 的状态确定 2114 的存储单元的地址通过与 2114 的 I/O3 ~ I/O0 相连的四个 LED 观察从 2114 读出的数据 O3 ~ O0 按表 7.2 的要求改变地址 A3 ~ A0，将读出的结果 O3 ~ O0 填入按表 7.2，并比较是否与写入的数据一致如果实验箱上的单次脉冲源不够用或性能不佳，可参考实验2.5用与非门实现单次脉冲产生器。
表7.2 2114读写实验结果四、实验仪器与器件1. 数字电路实验箱 1个2. 二进制计数器 74LS193 1片 三态门 74LS125 1片 与非门 74LS00 1片 随机存储器 2114 1片五、实验报告要求 1. 画出实验电路图 2. 查出 74LS193 的逻辑功能表，说明在图 7.2 中，74LS193 工作在何种计数方式 3. 根据实验数据填充表格 7.2 4. 设计用 2114 扩展成 1K×8 位存储器的电路图。