数字电子技术教学课件陈仲林第10章半导体存储器和可编程逻辑器件.ppt

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1、第10章半导体存储器和可编程逻辑器件学习要点：熟悉常用ROM的内部结构和使用方法熟悉常用RAM的内部结构和使用方法掌握存储器容量的扩展方法（字、位）了解可编程逻辑器件：PLD、PAL、GAL第10章半导体存储器和可编程逻辑器件10.1半导体存储器10.2可编程逻辑器件退出10.1半导体存储器10.1.1只读存储器（ROM）10.1.2随机存储器（RAM）10.1.3存储器容量的扩展退出半导体存储器是一种能存储大量二值信息（或称为二值的数据）的半导体器件。在电子计算机以及其他的一些数字系统的工作过程中，都需

2、要对大量的数据进行存储。因此，存储器也就成了这些数字系统不可缺少的组成部分。半导体存储器的种类很多，首先从存、取功能上可以分为只读存储器（Read-onlyMemory，简称ROM）和随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）两大类。10.1.1只读存储器（ROM）1．ROM的结构图10-1ROM的结构主要由地址译码器、存储体及读出电路等三部分组成。地址译码器的作用是将输入的地址译码成相应的控制信息，利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把其中的数据送到读出电路。存储矩阵中字

3、线和位线交叉处能存储一位二进制信息的电路叫做一个存储元。而一个字线所对应的m个存储元的总体叫作一个存储单元。ROM中的存储元不用触发器而用一个半导体二极管或三极管，但更多的是由MOS场效应管组成。这种存储元虽然写入不方便，但电路结构简单，有利于提高集成度。读出电路的作用有两个：一是提高存储器的带负载能力；二是实现对输出状态的三态控制，以便于系统的总线联结。通常用位（bit）和字节（Byte）作为存储器的存储单位。位用来表示一个二进制信息的0和1，是最小的存储单位。在微型计算机中信息大多是以字节形式存放的。

4、一个字节由8个信息位组成，字是计算机进行数据处理时，一次存取、加工和传递的一组二进制位，它的长度是字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标2．掩模只读存储器掩模只读存储器中的信息是在制造时存入的，存储的数据是由制作过程中使用的掩模板决定的，产品出厂后用户无法作任何的改动。掩模只读存储器适用于需要大批量生产而使用中又不需要改动存储的信息的场合。3．可改写型ROM（EPROM）EPROM器件是一种可擦除、可重新编程的只读存储器，因而在需要经常修改ROM中内容的场合，它便成为一种比较理想的器件往EPROM写入信

5、息时，要用专门的设备，在相关引脚加的编程电压，然后信息从编程脉冲引脚写入EPROM内部。对已写入信息的EPROM，如须改写，可用专用的紫外线灯照射除去胶带的石英盖板，经10～20min则芯片中写入的内容全部消失，又可以重新写入需要的信息。以2716芯片为例介绍它的使用方法:图10-22716的引脚图（1）:地址输入线。（2）：双向三态数据线。正常工作时为输出线，编程写入时为数据的输入线。（3）和GND：分别接工作电源电压+5V和地。（4）：编程电压输入引脚。（5）：芯片片选引脚/编程脉冲输入引脚分时复用，

6、正常工作时作为芯片片选引脚，编程时作为编程脉冲输入引脚。（6）：数据输出允许信号。芯片的工作方式由、和的不同组合所决定，如表10-1所示引脚工作方式Vpp（V）数据线D7～D0状态读出00+5读出的数据未选中×1+5高阻待机1×+5高阻编程（写入）1+25写入的数据禁止编程01+25高阻校验读出01+25读出校验数据CE4．电可改写型ROM（E2PROM）EPROM只能整体擦除，不能单一个存储单元独立地擦除，而且擦除操作较麻烦。为克服这些缺点，又研制成了可以用电信号擦除的可编程ROM，这就是通常所说的E2

7、PROM。在E2PROM中，Intel公司的芯片2816A、2817A和2864A等较常用。图10-3是常用E2PROM的芯片引脚图。图10-3常用E2PROM引脚图5．快闪存储器（FlashMemory）快闪存储器是一种快速在线电修改、且掉电非易失性存储器。快闪存储器以供电电压的不同，大体可以分为两大类：一类是从用紫外线擦除的EPROM发展而来的需要用高压（12V）编程的器件，通常需要双电源（芯片电源、擦除/编程电源）供电，型号序列为28F系列；另一类是从5V编程、以E2PROM为基础的器件，它只需要单

8、一电源供电，其型号序列通常为29C系列（有的序列号也不完全统一）。6．ROM在组合逻辑设计中的应用用ROM实现组合逻辑的基本原理可从存储器和与或逻辑网络两个角度来理解。用ROM实现组合逻辑函数时，具体的做法就是将逻辑函数的输入变量作为ROM的地址输入，将每组输出对应的函数值作为数据写入相应的存储单元中即可，这样按地址读出的数据便是相应的函数值。从与或逻辑网络的角度看，ROM中的地址译码器形成了输入变量的所有最小项，即实现了逻辑