存儲(chǔ)器擴(kuò)展IO擴(kuò)展[第5章].ppt

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1、5.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的擴(kuò)展5.2MCS-51并行I/O接口的擴(kuò)展5.3LED顯示器的設(shè)計(jì)5.4按鍵和鍵盤的設(shè)計(jì)5.5存儲(chǔ)器擴(kuò)展、動(dòng)態(tài)顯示和鍵盤的實(shí)驗(yàn)第5章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及并行I/O接口擴(kuò)展325.1.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器基礎(chǔ)內(nèi)存:磁芯存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存:磁表面存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)器磁鼓、磁帶和磁盤1.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類和作用按工藝:雙極型MOS型(場(chǎng)效應(yīng)管)按功能:RAM(SRAM、DRAM、SDRAM)ROM(掩膜、PROM、EPROM、FLASH)近年來(lái):易失性存儲(chǔ)器非易失性存儲(chǔ)器5.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的擴(kuò)展雙極型晶體管是一種電流控制器件

2、,電子和空穴同時(shí)參與導(dǎo)電。同場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比,雙極型晶體管開關(guān)速度快,但輸入阻抗小,功耗大。雙極型晶體管體積小、重量輕、耗電少、壽命長(zhǎng)、可靠性高,已廣泛用于廣播、電視、通信、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、自控裝置、電子儀器、家用電器等領(lǐng)域,起放大、振蕩、開關(guān)等作用。(1)RAM數(shù)據(jù)隨時(shí)讀寫,讀則取之不盡、寫則蓋舊換新。按存取方式分:靜態(tài)RAM(SRAM)和動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM靜態(tài)RAM動(dòng)態(tài)RAM(2)ROM存儲(chǔ)器信息掉電不丟失。按編程方式分為三類:掩模ROM:工廠批量寫入PROM:用戶寫入,但只有一次。EPROM:可被

3、反復(fù)擦寫的PROM,按擦除方法又分為:a、紫外光擦洗UVEPROM;b、電擦洗EEPROM、(在線改寫,字節(jié)擦或塊擦);閃速存儲(chǔ)器:存儲(chǔ)容量大、擦除和編程速度快。只讀存儲(chǔ)器ROM掩膜ROMPROMEPROMEEPROM閃速存儲(chǔ)器(3)新型存儲(chǔ)器:OTPROM:是一種新型PROM,已經(jīng)過(guò)測(cè)試性編程。FRAM:非易失性鐵電存儲(chǔ)器,屬未來(lái)型。具有DRAM的高集成度和低成本的優(yōu)點(diǎn),又有SRAM的存取速度以及EPROM的非易失性。但其存取周期是有限的,向無(wú)限次發(fā)展。nvSRAM:新型非易失性靜態(tài)讀寫存儲(chǔ)器,由美國(guó)96年推出,可靠性高,號(hào)

4、稱“LOWCOST”新型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器:專門用于大容量的系統(tǒng)機(jī)和工作站。(1)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)的信息總量.存儲(chǔ)容量=字?jǐn)?shù)╳字長(zhǎng)1K=210=10241M=220=1024K1G=230=1024M1T=240=1024G2.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)(2)最大存取時(shí)間存儲(chǔ)器從接收到存儲(chǔ)單元的地址開始,到讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)為止所需要的時(shí)間稱為存取周期,該時(shí)間的上限值稱為最大存取時(shí)間(3)存儲(chǔ)器功耗存儲(chǔ)器功耗是指它在正常工作時(shí)所消耗的電功率.該功率由“維持功耗”和“操作功耗”組成(4)可靠性和工作壽命抗干擾能力強(qiáng)、壽命也較長(zhǎng)(5)集成度

5、指在一塊數(shù)平方毫米芯片上能夠集成的晶體管數(shù)目,有時(shí)也以每塊芯片上集成的基本存儲(chǔ)電路個(gè)數(shù)來(lái)表征,故常以位/片表示3.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)陣列、地址譯碼器、控制電路組成(1)單譯碼編址存儲(chǔ)器0讀1寫片選讀寫控制(2)雙譯碼編址存儲(chǔ)器單譯碼編址存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)與雙譯碼編址存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)類似,區(qū)別在于:地址譯碼器的結(jié)構(gòu)不同單譯碼編址存儲(chǔ)器用于小容量存儲(chǔ)器雙譯碼編址存儲(chǔ)器用于大容量存儲(chǔ)器5.1.2只讀存儲(chǔ)器ROM只讀存儲(chǔ)器ROM掩膜ROMPROMEPROMEEPROM閃速存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器具有非易失性和非易揮發(fā)性,又稱固定

6、存儲(chǔ)器或永久存儲(chǔ)器,常用于程序存儲(chǔ)。1.ROM的工作原理(1)掩模ROM讀原理:由地址線先選中相應(yīng)的字線(為高電平),掩模ROM存儲(chǔ)“0”或“1”是由存儲(chǔ)單元中各位是否有MOS管決定(有為0,無(wú)為1)。其信息在制造芯片時(shí)寫入。(2)PROM存儲(chǔ)器原理熔絲通“1”(3)EPROM的工作原理①UVEPROM紫外線擦除若浮置柵內(nèi)無(wú)電荷,表示管內(nèi)存1②EEPROM電擦除1987年首次出現(xiàn),是UVEPROM和EEPROM結(jié)合的產(chǎn)物存儲(chǔ)容量不斷發(fā)展,制造工藝不斷提高。按接口種類劃分:標(biāo)準(zhǔn)的并行接口閃存:按三總線連接NAND(與非)型閃存:

7、引腳分時(shí)復(fù)用串行接口的閃存:通過(guò)一個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入和一個(gè)串行數(shù)據(jù)輸出來(lái)和CPU接口(4)閃速存儲(chǔ)器2.典型ROM芯片介紹(1)UVEPROMIntel27XX型號(hào)容量/KB讀出時(shí)間/ns制造工藝所用電源/V管腳數(shù)27162300~450NMOS+5242732A4200~450NMOS+52427648200~450HMOS+5282712816250~450HMOS+5282725632200~450HMOS+5282751264250~450HMOS+528(2)2764的引腳功能(3)2764的工作方式(2)EEPROMI

8、ntel28××類別容量/KB取數(shù)時(shí)間/ns字節(jié)擦除時(shí)間/ms讀入時(shí)間/ms讀操作電壓/V寫/擦除操作電壓VPP/V2816225010105212816A2200/2509~159~15552817225010105212817A2200/2501010552864A825

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