单片机第五章-1.ppt

1、单片机原理及其接口技术，第五章半导体存储器，用途：存储程序、原始数据、中间变量和最终结果性能：(1)容量：影响计算机的存储能力；(2)速度：影响计算机的计算能力；1.内存定义了可以将程序和数据存储为内存的组件。2.内存组成内存分为内部内存和外部内存。5.1半导体存储器基础，外部存储器存储容量大，存取速度慢；它不能直接与中央处理器交换信息，但必须通过内存实现。通常使用硬盘、软盘和光盘。内存存储容量有限，存储要运行的程序和数据，访问速度快，可以直接与中央处理器交换信息。内存的组成内存由半导体存储芯片组成。当单片机内存不足时，可以扩展单片机的内存。扩展存储器由半导体存储芯片组成。当使用半导体存储芯片

2、形成存储器时，它必须满足以下要求：每个存储单元必须有8位。存储单元的数量满足系统要求。注意：内存容量是指内存单元的数量。每个存储单元必须有8位，可以存储8位二进制信息。1.只读存储器是一种只读存储器。只读存储器中的信息是由记录器记录的。一旦写好，上面的信息就不能随意更改。其中的信息可以由中央处理器读取，但不能由中央处理器通过指令写入。2.只读存储器特性只读存储器是非易失性的，也就是说，断电后其上的信息不会消失，它通常用于存储程序和固定数据表。3.只读存储器分类：掩模只读存储器上的程序由制造商用特殊工艺编写，结构简单，集成度高，但成本高，适合大规模生产。当可编程只读存储器离开工厂时，没有信息存储

3、在它上面；用户可以和程序员一起写，一旦写在上面，程序就不能改变。当电子顺磁共振离开工厂，没有信息存储在它上面；用户可以用编程器书写，或者用紫外线擦除整篇文章。当E2PROM离开工厂时，其上没有存储任何信息；用户可以用编程器写或用电信号擦除整个字节。4.典型的只读存储器芯片，5.1.1只读存储器芯片，2764，英特尔2764具有8K8和28个引脚的容量。每个引脚的功能如下：Al2A0:地址信号输入引脚，可寻址芯片的8K存储单元。D7D0:双向数据信号输入和输出引脚。芯片选择信号输入引脚，低电平有效。运行经验：数据输出允许控制信号引脚，该引脚在低电平有效。VPP: 25v电源，用于特殊设备上的写操

4、作。PGM:编程脉冲输入，低电平有效Vcc: 5v电源。GND:地面。2764，A0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，A8，a9，a10，a11，a12，ce，OE，VPP，PGM，d0，D1 2。随机存取存储器特点随机存取存储器是易失的，也就是说，它上面的信息在电源故障后消失，所以它被用来存储临时数据。3.内存分类：内存分为两种类型：双极型和金属氧化物半导体型(金属氧化物半导体型内存因其高集成度、低功耗和低价格而被广泛使用)。金属氧化物半导体随机存取存储器分为静态随机存取存储器和动态随机存取存储器。4.典型的随机存取存储器芯片，5.1.2随机存取存储器芯片，6264，静态随机存取存

5、储器采用金属氧化物半导体双稳态触发器存储信息，集成度低，接口简单。动态随机存取存储器采用电容存储信息，集成度高，接口复杂。因为电容器上的电荷容易泄漏，所以必须定期充电。英特尔6264具有8K8和28个引脚的容量。每个引脚的功能如下：Al2A0:地址信号输入引脚，可寻址芯片的8K存储单元。D7D0:双向数据信号输入和输出引脚。运行经验：数据输出允许控制信号引脚，该引脚在低电平有效。数据输入允许控制信号引脚，低电平有效。CS1:芯片选择信号输入引脚，低电平有效。CS2:芯片选择信号输入引脚，高电平有效。Vcc: 5v电源，用于在线阅读操作。GND:地面。，6264，A0，A1，A2，A3，A4，A

6、5，A6，A7，A8，A9，A10，A11，A12，WE，OE，CS1，CS2，D0，D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，6264，(1)OPT只读存储器双极熔丝型(2)闪存(3)FRAM非易失性铁电存储器(4)nvSRAM新非易失性静态读/写存储器(5)新动态存储器，5.1.3新存储器，5存储容量是指可以存储的信息的字节数或位数，通常使用存储的字数(单位数)例如：1mb=1m 1 bit=128 k8 bit=256 k4 bit=1 bit 1mb=1 M8 bit=1 byte、2、访问速度(用多个索引比率表示)(1)访问时间(访问时间)TA从存储器接收读/写命令到正在读或写的信息

7、所需的时间由存储介质决定例如，只读存储器访问时间通常为几百纳秒；随机存取存储器的存取时间通常从几十纳秒到一百纳秒以上；双极性随机存取存储器的存取时间通常为1020纳秒。(2)存取周期TM指的是在存储器的连续读/写过程中完成存取操作所需的时间或中央处理器连续两次存取存储器的最小时间间隔。(一些存储器在完成读/写操作之后有一些额外的动作时间或恢复时间，例如刷新或重写。TM略大于TA (3)数据传输速率(带宽)BM，后者每单位时间可传输信息。如果系统的总线宽度为W，BM=W/TM(b/s)。例如，如果W=32位，TM=100ns纳秒，BM=32位/10010-9s=320106=320兆位/秒=40

8、兆位/秒，3，EPROM重写次数在几千到10万次之间。只读存储器数据的存储时间是20到100年。存储器阵列(存储数据)地址解码器(确定位置)三态双向缓冲器(传输通道)控制电路(时序控制)，5.1.4半导体存储器的基本结构，单解码寻址存储器，字线总数=2n，例如，213=8192，双解码寻址存储器，x地址线=27=128只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器信息在使用时不变，即只能读，不能写，写是有条件的。通常，只能存储固定程序和常量，如监控程序和基本输入输出系统程序。只读存储器芯片有很多种，包括掩模只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器等。上

9、图显示了一个简单的44位金属氧化物半导体晶体管只读存储器，具有单一解码结构。可以从两个地址转换成四种状态，并且可以输出四条选择线。可以选择四个单元，每个单元有四位输出。如果A1A0=00，选择单位0，输出为1010B。在图中的矩阵中，在行和列的交点处，一些具有管，并且输出为0，而其他没有，并且输出为1，这由根据用户提供的程序的芯片图案(掩模)的二次光刻来确定。1.掩模只读存储器：制造商根据用户的要求，利用掩模技术将程序和数据写入集成电路。一旦制造出来，存储器的内容是固定的，不能被用户修改。可编程只读存储器(PROM)为了便于用户根据自己的需要确定只读存储器的内容，有一种可编程只读存储器，简称P

10、ROM。该芯片内部采用多发射极(8)熔丝可编程只读存储器结构。每个发射极通过一个熔丝连接到位线，电子管工作在发射极输出状态。一旦保险丝烧断，它是不可逆的，因此只能编程和写入一次。下图显示了该可编程只读存储器芯片的内部结构。，3，紫外可编程只读存储器紫外可编程只读存储器是一种紫外可擦除可编程只读存储器内部电路结构如图所示，工作原理如下：当行线=1时，T1导通，T2导通，但由于浮栅，T3不导通，所以该电路全部为1。当写入时，施加12.5V25V的高电压，D和S瞬间击穿，电子通过绝缘层注入浮栅。去除电压后，电子无处泄漏，硅栅为负，形成一个导电沟道(P)，从而使电子顺磁共振单元导通，输出为0，而没有击

11、穿的单元输出仍为1。当受到紫外线照射时，浮栅上的电荷将形成光电流并泄漏出去，从而可以擦除信息。输出仍然是全1。用紫外线照射芯片的应时窗口约10分钟。E2PROM (EEPROM或e2PROM :电可擦PROM)的工作原理是在绝缘栅金属氧化物半导体管的浮栅附近增加一个栅极(控制栅极)。通过向控制栅极施加正电压，可以在浮栅和漏极之间形成厚度小于200埃的隧道氧化物。利用隧道效应，电子可以被注入浮栅，也就是说，数据被编程和写入。如果对控制栅极施加负压，浮动栅极上的电荷会泄漏，也就是说，信息被擦除。5.3内存(随机存取存储器)工作时可以读写内存信息。可以存储数据、中间变量、最终结果等。根据存储信息的方

12、式不同，内存可以分为静态(触发器)和动态(存储电容)。1.静态随机存取存储器半导体静态存储器。6管静态存储单元电路的工作原理组成，SRAM的基本存储电路由双稳态触发器组成。为了保持触发器的状态，增加了两个门控制管T5和T6。当位线为高电平时，T5和T6导通，端子A和B分别连接到位线D和D。如果相应的列线选择也为高，T7和T8也导通，因此D和D分别连接到输入/输出电路的输入/输出线和输入/输出非线。在写操作期间，写信号从输入/输出线和输入/输出非线输入。因为存储单元有一个电源和一个负载管，它可以不断地给电网充电。因此，每个管道的状态不会改变，并且书面信息可以被永久保存。静态随机存取存储器的典型芯片包括英特尔6116、6264、62128、62256等。6116:容量：16k位=2k 8位，因为静态随机存取存储器由字节组成。地址线：11，7代表行地址，4代表列地址。数据线：8，输入和输出字节。存储体：128168=16384个存储单元。有3条控制线，运行经验，我们和cs。6116的引脚和内部结构如下：2、动态随机存取存储器(Dynamic-RAM)半导体存