實驗七隨機(jī)存取存儲器的應(yīng)用

1、實驗七 隨機(jī)存取存儲器 (RAM)的應(yīng)用一、實驗?zāi)康?. 熟悉 RAM 的工作原理及使用方法。2. 掌握 RAM 存儲器 2114 的應(yīng)用。二、實驗原理在計算機(jī)及其接口電路中，通常要存儲二進(jìn)制信息。存儲器有 RAM、ROM，RAM 又分為靜態(tài)的 SRAM 和動態(tài)的 DRAM，2114 是存儲容量為 1K×4 位的靜態(tài) SRAM。它由三部分組成：地址譯碼器、存儲矩陣和控制邏輯。地址譯碼器接受外部輸入的地址信號，經(jīng)過譯碼后確定相應(yīng)的存儲單元；存儲矩陣包含許多存儲單元，它們按一定的規(guī)律排列成矩陣形式，組成存儲矩陣；控制邏輯由讀寫控制和片選電路構(gòu)成。圖7.1 2114的管腳排列圖RAM 21

2、14 的工作電壓為 5V，輸入、輸出電平與 TTL 兼容。2114 的引腳圖如圖 7.1 所示，其中 A0 A9 為地址碼輸入端。R/W 為讀寫控制端，I/O0 I/O3 是數(shù)據(jù)輸入輸出端，CS 為片選端，當(dāng)它為 1，芯片未選中，此時數(shù)據(jù)輸入/輸出端呈高阻狀態(tài)。當(dāng)片選端為 0，2114 被選中，如果讀寫控制端為高電平，則數(shù)據(jù)可以由地址 A0 A9 指定的存儲單元讀出；如果讀寫控制端為低電平，2114 執(zhí)行寫入操作，數(shù)據(jù)被寫入到由地址 A0 A9 指定的存儲單元。RAM 2114 的功能見表 7.1。對于 RAM 的讀寫操作，要嚴(yán)格注意時序的要求。讀操作時，即首先給出地址信號 A0 A9，然后使

3、片選信號有效，再使得讀控制有效，隨后數(shù)據(jù)從指定的存儲單元送到數(shù)據(jù)輸出端。對 2114 進(jìn)行寫操作的時序是：先有地址信號，再有片選信號，隨后使寫入的數(shù)據(jù)和寫信號有效。 表7.1 2114功能表 三、實驗內(nèi)容和步驟1. 按圖 7.2 連接電路，并把三個集成塊的電源端接實驗箱的 +5V 電壓。將 RAM 存儲器 2114 的 A3 A0 接二進(jìn)制計數(shù)器 74LS193 的輸出端 QD QA，它的地址信號輸入端 A4 A9 和片選端均接地。即本實驗只利用了 2114 的 16 個存儲單元。74LS125 為三態(tài)門，它的 4 個三態(tài)門的使能端 (1，4，10，13) 并聯(lián)后接到 2114 的讀寫控制端，

4、再接到實驗箱的單次脈沖輸出端。當(dāng) 2114 執(zhí)行讀操作時，三態(tài)門的輸出應(yīng)該呈高阻狀態(tài)；當(dāng) 2114 執(zhí)行寫操作時，三態(tài)門的使能端有效，三態(tài)門與數(shù)據(jù)開關(guān)接通。要寫入的單元圖7.2 RAM 2114的讀寫實驗電路地址由計數(shù)器決定，而要寫入的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)開關(guān)決定2. 74LS193 的引腳排列如圖7.3所示，它的清零端 14 腳為高電平時，計數(shù)器清零，當(dāng)它為低電平時執(zhí)行計數(shù)操作。所以先讓 K1=1，然后讓 K1=0。3. 按動連接在計數(shù)器的單次脈沖 CP，根據(jù)與計數(shù)器輸出相連的四個 LED 可以確定 2114 的存儲單元地址。再改變數(shù)據(jù)開關(guān)就能夠確定被寫入的數(shù)據(jù)。注意單脈沖產(chǎn)生的應(yīng)是負(fù)脈沖。當(dāng)其為低電

5、平時有兩個作用，一是使三態(tài)門工作，二是使得 2114 的寫控制有效。所以按動單次脈沖 CP，就可以將給定的數(shù)據(jù)寫入到指定的 RAM 存儲單元。按表 7.2 的要求改變地址 A3 A0 和數(shù) 據(jù)30，將實驗結(jié)果填入表 7.2。 圖7.3 74LS193的引腳排列圖4. 讓 CP 為高電平，關(guān)閉三態(tài)門，并使 2114 處于讀工作狀態(tài)。用 K1 對計數(shù)器清零，再使計數(shù)器處于計數(shù)狀態(tài)。按動單次脈沖 CP，根據(jù)與計數(shù)器輸出相連的四個 LED 的狀態(tài)確定 2114 的存儲單元的地址。通過與 2114 的 I/O3 I/O0 相連的四個 LED 觀察從 2114 讀出的數(shù)據(jù) O3 O0 。按表 7.2 的要求改變地址 A3 A0，將讀出的結(jié)果 O3 O0 填入按表 7.2，并比較是否與寫入的數(shù)據(jù)一致。如果實驗箱上的單次脈沖源不夠用或性能不佳，可參考實驗2.5用與非門實現(xiàn)單次脈沖產(chǎn)生器。表7.2 2114讀寫實驗結(jié)果四、實驗儀器與器件1. 數(shù)字電路實驗箱 1個2. 二進(jìn)制計數(shù)器 74LS1931片 三態(tài)門 74LS1251片 與非門 74LS00 1片 隨機(jī)存儲器 2114 1片五、實驗報告要求 1. 畫出實驗電路圖。 2. 查出 74LS193 的