第8章 嵌入式系统的外围设备

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1、8.1实时时钟8.2存储设备8.3输入设备8.4输出设备8.5外设接口8.6通讯接口8.7本章小结习题第8章嵌入式系统的外围设备8.1实时时钟功能提供可靠的时钟信息，包括时分秒和年月日即使系统处于关机或停电状态，实时时钟通过后备电池供电也能正常继续工作8.1实时时钟使用一些嵌入式处理器(如S3C2410处理器)芯片内部集成了实时时钟单元；未集成时，则需要外扩实时时钟芯片外围电路：典型的只需要一个高精度的晶振8.2存储设备功能提供执行程序和存储数据所需空间种类RAM和ROM两种特点半导体器件而非磁质材料具有密度大、体积小、访问速度快、性能可靠、使用寿命长的优点，适合于嵌入式应用领域8.2存储

2、设备1.RAM(RandomAccessMemory)内部结构：4×4RAM每个内存单元存储一个位（Bit）的数据使能线+地址线＋rd/wr线控制图4-2RAM内部结构8.2存储设备特点可读可写，读取和写入一样快速上电数据保存，掉电数据丢失作为内存种类SRAMDRAM8.2存储设备(1)SRAM(静态随机存取存储器)内部结构由正反器电路组成S=1、R=0时,输出Q=1S=0、R=1时,输出Q=0每一位存储单元电路需要6个晶体管图8-3SRAM结构8.2存储设备特点数据存取速度较快比较容易和处理器制造在同一个芯片中数据不需实时刷新但成本较高8.2存储设备(2)DRAM(动态随机存取存储器)内

3、部结构存储单元由一个电容和一个晶体管组成解码线使晶体管导通后，通过rd/wr线读取电容电压，或者对电容充放电电容漏电，15.625微秒充电一次图8-4DRAM结构8.2存储设备特点容量较大，约是SRAM的4倍成本低但由于电容的充放电原因，数据需要进行实时刷新操作8.2存储设备2.ROM(Read-OnlyMemory)内部结构存储数据方式利用可规划式接线的短路或断路来实现，具体接线的规划方式由ROM的类型决定使能线+地址线图8-5ROM结构示意图8.2存储设备特点数据可以读取,但不能任意更改掉电情况下数据不会丢失程序可存放在ROM中种类EPROM，EEPROMFlash8.2存储设备(1)

4、EPROM(ErasableProgramEnableRead-OnlyMemory)8.2存储设备内部结构图(a)使用金氧半导体(MOS)具有浮动栅极图(b):电可编程栅极正电压使电子经绝缘体层到达栅极栅极被充电后，源-漏极间为截止状态,形成断路，逻辑输出为0；相反，逻辑输出为1图8-9EPROM结构与工作原理8.2存储设备图(c):紫外线擦除紫外线通过石英窗直接照射栅极的电子又通过绝缘体回到N通道，为防自然光照射，石英窗上粘贴上反光胶布EPROM又可被重新规划图8-9EPROM结构与工作原理图8-10EPROM的外观8.2存储设备特点一种只读存储器电可编程紫外线擦除适合少量生产或是产品

5、开发调试实验8.2存储设备(2)EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)8.2存储设备内部结构与EPROM类似，具有浮动栅极与EPROM不同，源极、漏极、浮动栅极、P型基底接上不同的电压进行写入、擦除和读出见下图8-118.2存储设备图8-11EEPROM结构与工作原理8.2存储设备特点与EPROM类似，电可编程与EPROM不同，电可擦除省去了EPROM擦除需照射紫外线的烦琐程序针对每个存储单元进行擦除操作擦除次数达到一万次以上EEPROM的使用比EPROM更普遍8.2存储设备(3)FlashMemory(闪存)内部结构

6、是EEPROM的延伸产品，也采用浮动栅极原理但其浮动栅极与通道间的距离较短8.2存储设备特点数据写入速度快（因为浮动栅极与通道间的距离比较短），故得名“闪存”可以一大块数据直接进行清除，使用方便例：PDA中作为程序存储器，操作系统版本的升级和改变只需重写Flash8.2存储设备种类NOR型FlashNAND型Flash8.2存储设备①NOR型闪存读取动作与RAM类似，可直接某个内存空间进行方便的读取操作成本较高每个内存单元(cell)的面积比较大，因此存储容量较小8.2存储设备②NAND型闪存必须通过I/O指令的方式进行读取，因此须通过驱动程序来读取成本较低每个内存单元面积较小，因此存储容

7、量较大常用来制作扩充记忆卡，如CF(CompactFlashCard)存储卡、SD(SecureDigitalCard)卡、MS(MemoryStick)卡、SMC(Smart-MediaCard)卡等8.3输入设备小型键盘触摸屏8.3.1小型键盘功能嵌入式系统的一种常用输入设备例如：收款机系统由几个简单的数字键和功能键组成8.3.1小型键盘结构：矩阵键盘16个按键接至4条行输出XO～X3和4条列输入YO～Y3上图8-1