教案数字电路

1、教案数字电路教案数字电路1、掌握半导体存储器的定义、类型及特点、重、掌握半导体存储器的定义、类型及特点、重要性能指标；要性能指标；2、掌握、掌握ROM的分类及特点、相关重要概念；的分类及特点、相关重要概念；3、掌握、掌握RAM的分类及特点、相关重要概念。的分类及特点、相关重要概念。4、了解各种存储器的内部结构，正确理解、了解各种存储器的内部结构，正确理解ROM和和RAM的电路结构和功能特点。的电路结构和功能特点。 7.1 概述概述： 半导体存储器是一种能存储大量二进制信息（或二进制数半导体存储器是一种能存储大量二进制信息（或二进制数据）的半导体器件。在计算机及其它数字系统中，正是利据）的半导体

2、器件。在计算机及其它数字系统中，正是利用存储器来存储大量的数据、信息、程序等。用存储器来存储大量的数据、信息、程序等。 存储容量：存储器中存储单元的数量。存储容量：存储器中存储单元的数量。存取速度：向存储器中存入及从存储器中取出数据的速度。存取速度：向存储器中存入及从存储器中取出数据的速度。一、存储器定义；二、存储器两个重要性能指标；一、存储器定义；二、存储器两个重要性能指标；三、分类及特点；四、存储器与寄存器比较三、分类及特点；四、存储器与寄存器比较 1、只读存储器、只读存储器ROM：正常工作状态下，只能读取数据，不：正常工作状态下，只能读取数据，不能快速地随时修改或重新写入数据。能快速地随

3、时修改或重新写入数据。 2、随机存储器、随机存储器RAM：正常工作状态下，可以随时向存储器：正常工作状态下，可以随时向存储器里写入数据或从中读出数据。里写入数据或从中读出数据。1、ROM 优点：电路结构简单，而且在断电后数据不会丢失；优点：电路结构简单，而且在断电后数据不会丢失； 缺点：只适用于存储那些固定数据的场合。缺点：只适用于存储那些固定数据的场合。(一一) 分类：从存、取功能上分分类：从存、取功能上分 （二）特点（二）特点:2、RAM 优点：读写方便，使用灵活；优点：读写方便，使用灵活； 缺点：一旦断电，数据会丢失。缺点：一旦断电，数据会丢失。 为了解决这个矛盾，在存储器中给每个存储单

4、元编了一为了解决这个矛盾，在存储器中给每个存储单元编了一个地址，只有被输入地址代码指定的那些存储单元才能与公个地址，只有被输入地址代码指定的那些存储单元才能与公共的输入共的输入/ /输出引脚接通，进行数据的读出或写入。输出引脚接通，进行数据的读出或写入。 因为半导体存储器的存储单元数目极其庞大而器件的引因为半导体存储器的存储单元数目极其庞大而器件的引脚数目有限，所以在电路结构上就不可能象寄存器那样把每脚数目有限，所以在电路结构上就不可能象寄存器那样把每个存储单元的输入和输出直接引出。个存储单元的输入和输出直接引出。 7-2 只读存储器只读存储器ROM1、掩模、掩模ROM：存储器里的数据在制作时

5、已经确定，无法更改。：存储器里的数据在制作时已经确定，无法更改。2、可编程、可编程ROM（PROM）：设计人员按照自己的设想将所需内）：设计人员按照自己的设想将所需内容自行写入容自行写入PROM而得到所要求的而得到所要求的ROM。但。但PROM的内容一的内容一经写入就不能修改了，所以只能写入一次。经写入就不能修改了，所以只能写入一次。3、可擦除可编程的、可擦除可编程的ROM（EPROM）：存储的数据可以擦除重）：存储的数据可以擦除重写。写。 用紫外线照射擦除：用紫外线照射擦除：EPROM或或 UVE-PROM; 用电信号擦除：用电信号擦除：E2PROM、快闪存储器（、快闪存储器（Flash-M

6、emory)。一、一、ROM的分类及特点的分类及特点; 二、二、ROM的组成框图及各部分作用的组成框图及各部分作用; 三、有关概念三、有关概念; 四、四、ROM电路介绍电路介绍n条条地址线地址线2n个输出个输出字线字线位线位线提高带负载能力；实现对输出状态的提高带负载能力；实现对输出状态的三态控制，以便与系统的总线连接三态控制，以便与系统的总线连接。 存储容量：存储单元的个数，用存储容量：存储单元的个数，用M字字N位表示；位表示； 字数（字节数）字数（字节数）M：地址译码器的输出端数。若地：地址译码器的输出端数。若地址输入端数（地址码）为址输入端数（地址码）为n条，则条，则M=2n； 位数（字

7、长）位数（字长）N：数据输出端数，即每次读出数据：数据输出端数，即每次读出数据的个数。的个数。例：一例：一ROM，有，有11位地址（或有位地址（或有11条地址线），条地址线），8位位数据输出端，则该数据输出端，则该ROM的存储容量为的存储容量为 21181、掩模、掩模ROM：存储的数据由制作过程中使用的掩模：存储的数据由制作过程中使用的掩模板决定。板决定。地址地址 数数 据据A1 A0D3 D2 D1 D00 00 11 01 10 1 0 11 0 1 10 1 0 01 1 1 0例：一存储容量为例：一存储容量为224的的ROM，存储的数据表示，存储的数据表示： 四条字线：四条字线：（译码

8、器输出）（译码器输出）由与门实现，由与门实现，称为与阵。称为与阵。四条位线：四条位线：（由或门实现）（由或门实现）称为或阵。称为或阵。WA AWA AWA AWA A 010110210310dWWWWdWWWWW 0011132023313， d d， d d由二极管门电路实现的由二极管门电路实现的ROM电路图为电路图为选中选中W0，取出，取出0101选中选中W1，取出，取出1011选中选中W2，取出，取出0100选中选中W3，取出，取出1110字线和位线的每字线和位线的每一个交叉点都是一个交叉点都是一个存储单元，一个存储单元，交点处接有二极交点处接有二极管时相当于存管时相当于存1 1，否则

9、存否则存0 0。2、 PROM电路介绍电路介绍写入数据时，设写入数据时，设法将需要存入法将需要存入0的存储单元上的的存储单元上的熔丝烧断即可。熔丝烧断即可。出厂时在存储出厂时在存储矩阵的所有交叉点上矩阵的所有交叉点上全部存入全部存入1，在写入数，在写入数据时，设法将需要存据时，设法将需要存入入0的那些存储单元改的那些存储单元改存为存为0即可，即可，7-3 随机存储器随机存储器RAM一、分类及特点；一、分类及特点；二、二、SRAM结构框图；结构框图；三、有关概念。三、有关概念。随机存储器也叫随机读随机存储器也叫随机读/写存储器，在写存储器，在RAM工工作时可以随时从任何一个指定地址读出数据，也可

10、以随时将数作时可以随时从任何一个指定地址读出数据，也可以随时将数据写入任何一个指定的存储单元。它的最大优点是读写方便，据写入任何一个指定的存储单元。它的最大优点是读写方便，使用灵活。它的缺点是一旦停电，所存数据随之丢失。使用灵活。它的缺点是一旦停电，所存数据随之丢失。1、 静态静态RAM（SRAM）：SRAM的存储单元是在的存储单元是在静态触静态触发器发器的基础上附加门控管而构成的，因此，它是靠触发器的自的基础上附加门控管而构成的，因此，它是靠触发器的自保功能存储数据的，即数据由触发器记忆，只要不断电，数据保功能存储数据的，即数据由触发器记忆，只要不断电，数据就能永久保存。就能永久保存。2、动

11、态、动态RAM（DRAM）：DRAM的存储单元是利用的存储单元是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理制成的，即依靠电容存储电荷管栅极电容可以存储电荷的原理制成的，即依靠电容存储电荷来存储数据，由于电容电荷会泄漏，故需要定时给栅极电容补来存储数据，由于电容电荷会泄漏，故需要定时给栅极电容补充电荷，即刷新（或再生）。充电荷，即刷新（或再生）。SR锁存器锁存器SRAM与与DRAM相比，存储单元所用元件数目多，功耗大，集相比，存储单元所用元件数目多，功耗大，集成度低，但使用方便，在存储容量不是很大的情况下，多采用成度低，但使用方便，在存储容量不是很大的情况下，多采用SRAM。返回返回 存储容量：存储

12、矩阵所包含的存储单元的数目存储容量：存储矩阵所包含的存储单元的数目MN 字数字数M：即地址译码器的输出端数，也称字节数；：即地址译码器的输出端数，也称字节数； 位数位数N：即输入：即输入/输出端数（数据端数），也称字长，输出端数（数据端数），也称字长，指每次读出或写入数据的位数。指每次读出或写入数据的位数。例：例：N=1，对应每条字线可读出或写入一位二进制数，对应每条字线可读出或写入一位二进制数，这种这种RAM称为位结构型；称为位结构型； N4，对应每条字线可读出或写入大于或等于四，对应每条字线可读出或写入大于或等于四位的二进制数，这种位的二进制数，这种RAM称为字结构型。称为字结构型。 将一

13、个包含有将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路个基本存储单元的存储电路设计成设计成4096个字节的个字节的RAM，则，则 该该RAM有几根数据线？有几根数据线？ 该该RAM有几根地址线？有几根地址线？ 有一个容量为有一个容量为2564的的RAM，求：，求： 该该RAM有多少个基本存储单元？有多少个基本存储单元？ 该该RAM每次访问几个存储单元？每次访问几个存储单元？ 该该RAM有多少根地址线？有多少根地址线？8121024481、存储器的定义、类型及特点、重要性能指标；、存储器的定义、类型及特点、重要性能指标；2、只读存储器、只读存储器ROM分类及特点、相关重要概念；分类及特点、相关重要概念；3、随机存储器、随机存储器RAM分类及特点、相关重要概念。分类及特点、相关重要概念。课堂讨论：课堂讨论： 7.1，7.2小结小结下次讲：下次讲：7.47.5补充内容补充内容P383题题7.1：某存储器的容量为某存储器的