数字电子技术项目教程(第2版)教案 项目7 流水灯控制电路的制作.doc

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教师备课纸

第页

课题

7.1存储器概述

7.2只读存储器

7.3随机存取存储器

课型

讲授

授课班级

集成电路23C1

授课时数

2

教学目标

1.掌握存储器的分类;

2.掌握只读存储器的结构原理,会利用只读存储器实现组合逻辑函数;

教学重点

利用只读存储器实现组合逻辑函数;

RAM存储容量的扩展。

教学难点

只读存储器的工作原理;

RAM存储容量的扩展。

学情分析

学生已学过组合逻辑函数的表示方法等

教学效果

一般

教后记

内容比较枯草,今天将研究如何提高学生学习这部分知识的兴趣。

半导体存储器概述

存储器是用以存储一系列二进制数码的大规模集成器件,具有存储容量大、体积小、功耗低、存取速度快、使用寿命长等特点。存储器的种类很多,按功能可以分为只读存储器、随机存取存储?器。

ROM和RAM同是用于存储器,但性能不同,两者结构也完全不同。ROM主要由与阵列、或阵列和输入、输出缓冲级等电路构成,它是一种大规模的组合逻辑电路,而RAM是由译码器、存储器和读/写控制电路组成,它属于大规模时序逻辑电路。

二、只读存储器(ROM)

(1)只读存储器?ROM(Read-OnlyMemory),其内容一般是固定不变的,它预先将信息写入存储器中,在正常工作状态下只能读出数据,不能写入数据。ROM?的优点是电路结构简单,而且在断电后数据不会丢失,常用来存放固定的资料及程?序。

D1DM-1

D1

DM-1

D0

WN-1

W0

W1

数据输出

A0

A1

An-1

地址译码器

ROM矩阵

(N×M)

输出缓冲器

输入缓冲器器

位线

地址译码器是一个最小项译码器,它有n个输入,N(N=2n)个输出,输出称为字线。字线是ROM矩阵的输入,ROM矩阵有M条输出线,称为位线。字线与位线的交点,即是ROM矩阵的存储单元,存储单元个数代表了ROM矩阵的容量,所以ROM矩阵的容量等于M×N。输出缓冲器的作用有三个,一是能提高存储器的带负载能力;二是通过使能端实现对输出的三态控制,以便与系统的总线连接;三是规范逻辑电平,将输出的高、低电平变换为标准的逻辑电平。

三、随机存取存储器(RAM)

(1)既能方便地读出所存数据,又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据的易失性,即一旦断电,所存的数据全部丢失。

(2)RAM电路由地址译码器、存储矩阵和读/写控制电路组成,如下图。RAM中的核心是存储单元,其结构有双极型和MOS型两种。

数据输入/输出

数据输入/输出

A0

A1

An-1

地址译码器

存储矩阵

读/写控制电路

读/写控制片选

(3)存储器容量的扩展

RAM的存储容量为字线×位线。在单片?RAM?芯片容量不能满足要求时,就需要进行扩展,将多片?RAM?组合起来,构成存储器系统(也称存储?体)。

A、位扩展:将多片存储器经适当的连接,组成位数增多、字数不变的存储器。

方法:用同一地址信号控制n个相同字数的RAM

例:将1024×1的RAM扩展为1024×8的RAM。

将8块1024×1的RAM的所有地址线和CS(片选线)分别对应并接在一起,而每一片的位输出作为整个RAM输出的一位。

1024×8RAM需1024×1RAM的芯片数为:

B、字扩展

将多片存储器经适当的连接,组成字数更多,而位数不变的存储器。

例如:用8片1K×8位RAM构成的8K×8位RAM。

输入/输出线,读/写线和地址线A0~A9是并联起来的,高位地址码A10、A11和A12经74LS138译码器8个输出端分别控制8片1K×8位RAM的片选端,以实现字扩展。

74LS138

74LS138

三、只读存储器的结构原理

只读存储器(ROM)属于组合逻辑电路,即给一组输入(地址),存储器相应地给出一种输出(存储的字)。ROM?器件按存储内容和存入方式的不同,可分为?ROM、可编程?ROM(PROM)和可改写?ROM(EPROM、E2PROM、FlashMemory)等。

1.?掩膜?ROM

掩膜?ROM,又称固定?ROM,ROM?在制造时,生产厂家利用掩膜技术把信息写入存储器中。按使用的器件可分为二极管?ROM、双极型三极管?ROM?和?MOS?管?ROM?三种类型。这里主要介绍二极管掩膜?ROM。

图?3.13?所示的是?4×4?的二极管掩膜?ROM,它具有?2?位地址输入?A1A0。共?4?条字线?W0、W1、W2、W3,每一条字线可存放一个?4?位二进制数码(信息),又称一个字,故?4?条字线可存放?4?个字。4

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