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1、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 1K4 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
2、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
3、，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
4、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=0。3. 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
5、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30，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
6、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 74LS1931片 三态门 74LS1251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 1K8 位存储器的电路图。
