电工与电子技术 教学课件 作者 韩敬东 第10章.ppt

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1、第10章存储器存储器是数字系统中用于存储大量二进制信息的部件，可以存放各种程序、数据和资料。半导体存储器按照内部信息的存取方式不同分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两大类。只读存储器通常只用来进行读出（取出）信息操作，其存储的内容往往是固定不变的，断电后也不消失；随机存取存储器是既能进行读出（取出）信息操作，又能进行写入（存入）信息操作。它存储的内容断电后消失。每个存储器的存储容量为字线×位线。10.1只读存储器（ROM）只读存储器（ROM）有掩膜ROM（固定只读存储器）、可编程ROM和可改写ROM。10.1.1固定只读存储器（掩膜ROM）1、固定ROM的结构掩膜只读存储器（

2、ROM）是在制造时把信息存放在此存储器中，使用时不再重新写入，需要时读出即可；它只能读取所存储信息，而不能改变已存内容，并且在断电后不丢失其中存储内容，故又称固定只读存储器。ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器三部分组成，如图10.1所示。图10.1ROM框图每个存储单元中固定存放着由若干位组成的二进制数码——称为“字”。为了读取不同存储单元中所存的字，将各单元编上代码——称为地址。在输入不同地址时，就能在存储器输出端读出相应的字,即“地址”的输入代码与“字”的输出数码有固定的对应关系。如图10.1所示，它有2n个存储单元，每个单元存放一个字，一共可以存放2n个字；每字有m位，即容量

3、为2n×m（字线×位线）。存储体可以由二极管、三极管和MOS管来实现。二极管矩阵ROM如图10.2所示，W0、W1、W2、W3是字线，D0、D1、D2、D3是位线，ROM的容量即为字线×位线，所以图10.2所示ROM的容量为4×4=16，即存储体有16个存储单元。ROM电路的存储矩阵除用二极管构成外，还可以由三极管或MOS管构成，其功能和结构都相同，此处不再赘述。图10.2二极管ROM结构图为了简化电路，可将图10.2所示电路改画成图10.3所示的简化ROM电路。图中，不再出现任何电路器件符号，只是在原存储矩阵中接有存储元件的交叉线处加黑点（表示真值表中的1），无存储元件的交叉线处不加黑点（表

4、示真值表中的0）。这种简化图称为ROM矩阵逻辑图。图10.3图10.2ROM的阵列图2、字的读取当地址码A1A0=00时，译码输出使字线W0为高电平，与其相连的二极管都导通，把高电平“1”送到位线上，于是D3、D0端得到高电平“1”，W0和D1、D2之间没有接二极管，故D1、D2端是低电平“0”。这样，在D3D2D1D0端读到一个字1001，如表10.1所示。它就是该矩阵第一行的字输出。在同一时刻，由于字线W1、W2、W3都是低电平，与它们相连的二极管都不导通，所以不影响读字结果。当地址码A1A0=01时，字线W1为高电平，在位线输出端D3D2D1D0读到字0111，任何时候，地址译码器的

5、输出决定了只有一条字线是高电平，所以在ROM的输出端只会读到惟一对应的一个字。在对应的存储单元内存入1还是0，是由接入或不接入相应的二极管来决定的。表10.1表示出了图10.2所示ROM相应地址输入时的位输出。表10.1：图10.3ROM的位输出地址输入字线位输出A1A0WiD3D2D1D000W0=1100101W1=1011110W2=1111011W3=101013、用ROM实现组合逻辑电路从存储器的角度看，只要将逻辑函数的真值表事先存入ROM，便可用ROM实现该函数。例如，在表10.1的ROM数据表中，如果将输入地址A1、A0看成两个输入逻辑变量，而将数据输出D3、D2、D1、D0看

6、成一组输出逻辑变量，则D3、D2、D1、D0就是A1、A0的一组逻辑函数，表10.1就是这一组多输出组合逻辑函数的真值表，因此该ROM可以实现表10.1中的四个函数(D3、D2、D1、D0)，其表达式为从组合逻辑结构来看，ROM中的地址译码器形成了输入变量的所有最小项，即每一条字线对应输入地址变量的一个最小项。在图10.3中，因此上式又可以写为：用ROM实现逻辑函数一般按以下步骤进行：①根据逻辑函数的输入、输出变量数目，确定ROM的容量，选择合适的ROM。②写出逻辑函数的最小项表达式，画出ROM的阵列图。③根据阵列图对ROM进行编程。【例10.1】用ROM实现一位二进制全加器。解：全加器

7、的真值表如表10.2所示，A、B为两个加数,Ci-1为低位进位，S为本位的和，Ci为本位的进位。由表10.2可写出最小项表达式为：根据上式，可画出全加器的ROM阵列图如图10.4所示，Ci-1为低位进位，Ci为本位进位。表10.2全加器真值表ABCi-1SCi0000010100111001011101110010100110010111图10.4全加器阵列图【例10.2】用ROM实现下列逻辑函数