第二章微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器

1、第第2章章 微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器2.12.1隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAMRAMn特點(diǎn)：讀寫方便，使用靈活特點(diǎn)：讀寫方便，使用靈活n缺點(diǎn)：不能長(zhǎng)期保存信息，一旦停電，所存信息就會(huì)丟缺點(diǎn)：不能長(zhǎng)期保存信息，一旦停電，所存信息就會(huì)丟失失RAM-Random Access Memory 能夠隨時(shí)在任一地址讀出內(nèi)容或?qū)懭胄碌膬?nèi)容能夠隨時(shí)在任一地址讀出內(nèi)容或?qū)懭胄碌膬?nèi)容RAM在微機(jī)中主要用于：在微機(jī)中主要用于：n存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù) n作為作為IO數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器 n作為中斷服務(wù)程序和子程序中保護(hù)作為中斷服務(wù)程序和子程序中保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng)

2、信息的堆現(xiàn)場(chǎng)信息的堆棧（棧（Stack）n在后備電源（一般是可充電電池）及掉電保護(hù)電路的在后備電源（一般是可充電電池）及掉電保護(hù)電路的支持下，作為存放系統(tǒng)配置參數(shù)和高級(jí)芯片狀態(tài)參數(shù)支持下，作為存放系統(tǒng)配置參數(shù)和高級(jí)芯片狀態(tài)參數(shù)的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器 靜態(tài)靜態(tài)RAM Intel 6116RAM Intel 6116、62646264工作方式CSOEWEDi讀001DOUT寫010DIN禁止1Z2.2 2.2 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM ROM 工作時(shí)，工作時(shí)，ROMROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入( (固化信息固化信息) )，失電后可保持信息不丟失。，失電后可

3、保持信息不丟失。ROM-Read-Only MemoryROM在微機(jī)中主要應(yīng)用：在微機(jī)中主要應(yīng)用：nROM：用于存放各種系統(tǒng)軟件（如：用于存放各種系統(tǒng)軟件（如BIOS等）、應(yīng)等）、應(yīng)用程序和常數(shù)、表格等用程序和常數(shù)、表格等n掩模掩模ROM和和PROM：大批量生產(chǎn)的微機(jī)產(chǎn)品中：大批量生產(chǎn)的微機(jī)產(chǎn)品中nEPROM或或EPROM芯片：芯片： 生產(chǎn)研制和小批量生產(chǎn)生產(chǎn)研制和小批量生產(chǎn)1、掩膜掩膜ROM：不可改寫不可改寫ROM 由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息，在最后一道工序用掩由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息，在最后一道工序用掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。膜工藝寫入信息，用戶只可讀。2、PROM：可編程可編程ROM

4、用戶可進(jìn)行一次編程。存儲(chǔ)單元電路由熔絲相連，用戶可進(jìn)行一次編程。存儲(chǔ)單元電路由熔絲相連，當(dāng)加入寫脈沖，某些存儲(chǔ)單元熔絲熔斷，信息永久寫入，當(dāng)加入寫脈沖，某些存儲(chǔ)單元熔絲熔斷，信息永久寫入，不可再次改寫。不可再次改寫。3、EPROM：可擦除可擦除PROM 用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某些存儲(chǔ)單用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某些存儲(chǔ)單元的元的PN結(jié)表面形成浮動(dòng)?xùn)?，阻擋通路，?shí)現(xiàn)信息寫入。結(jié)表面形成浮動(dòng)?xùn)牛钃跬?，?shí)現(xiàn)信息寫入。用紫外線照射可驅(qū)散浮動(dòng)?xùn)?，原有信息全部擦除，便可用紫外線照射可驅(qū)散浮動(dòng)?xùn)?，原有信息全部擦除，便可再次改寫再次改?、EEPROM：可電擦除可電擦除PROM 既可全

5、片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息，具備能失電保存信息，具備RAM、ROM的優(yōu)點(diǎn)。但寫入時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。但寫入時(shí)間較長(zhǎng)。間較長(zhǎng)。5、可現(xiàn)場(chǎng)改寫的非易失存儲(chǔ)器、可現(xiàn)場(chǎng)改寫的非易失存儲(chǔ)器n本質(zhì)上屬于本質(zhì)上屬于ROM的一種的一種n功能上，可以隨時(shí)改寫信息，作用又相當(dāng)于功能上，可以隨時(shí)改寫信息，作用又相當(dāng)于RAM，所以所以ROM、RAM的定義和劃分已經(jīng)逐漸失去意義。的定義和劃分已經(jīng)逐漸失去意義。FLASH存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器n可以在線擦除和改寫，所以可以存入數(shù)據(jù)可以在線擦除和改寫，所以可以存入數(shù)據(jù)n擦除和編程寫入的速度比一般擦除和編程寫入的速度比一般EE

6、PROM快了快了10倍倍n其改寫速度比其改寫速度比RAM的寫入速度慢得多的寫入速度慢得多n價(jià)格不高價(jià)格不高EPROM 2716EPROM 2716：D D0 07 7數(shù)據(jù)線：傳送存儲(chǔ)單元內(nèi)容。根數(shù)與單元數(shù)據(jù)位數(shù)相同。數(shù)據(jù)線：傳送存儲(chǔ)單元內(nèi)容。根數(shù)與單元數(shù)據(jù)位數(shù)相同。 A A0 09 9地址線：選擇芯片內(nèi)部一個(gè)存儲(chǔ)單元。根數(shù)由存儲(chǔ)器容量決定。地址線：選擇芯片內(nèi)部一個(gè)存儲(chǔ)單元。根數(shù)由存儲(chǔ)器容量決定。存儲(chǔ)器外部信號(hào)引線：存儲(chǔ)器外部信號(hào)引線：2.32.3存儲(chǔ)器的連接存儲(chǔ)器的連接CS片選線：片選線：選擇存儲(chǔ)器芯片。選擇存儲(chǔ)器芯片。當(dāng)當(dāng)CS信號(hào)無(wú)效，其他信號(hào)信號(hào)無(wú)效，其他信號(hào)線不起作用。線不起作用。R/W

7、(OE/WE)讀寫允許線讀寫允許線打開(kāi)數(shù)據(jù)通道，決定數(shù)據(jù)的傳送方向和傳送時(shí)刻。打開(kāi)數(shù)據(jù)通道，決定數(shù)據(jù)的傳送方向和傳送時(shí)刻。 存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的連接：存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的連接： DBDB0 0n n ABAB0 0N ND D0 0n nA A0 0N N ABABN+1N+1CSCSR/ WR/ WR/ WR/ W微型機(jī)微型機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1 1數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線D D0 0n n連接數(shù)據(jù)總線連接數(shù)據(jù)總線DBDB0 0n n 2 2地址線地址線A A0 0N N連接地址總線低位連接地址總線低位ABAB0 0N N。3.3.片選線片選線CSCS連接地址總線高位連接地址總線高位ABABN+1N+1。

8、 4 4讀寫線讀寫線OEOE、WE(R/W) WE(R/W) 連接讀寫控制線連接讀寫控制線RDRD、WRWR。片選方法片選方法 1.線選法線選法微型機(jī)剩余高位地址總線微型機(jī)剩余高位地址總線直接直接連接各存儲(chǔ)器片選線。連接各存儲(chǔ)器片選線。2譯碼片選法譯碼片選法微型機(jī)剩余高位地址總線微型機(jī)剩余高位地址總線通過(guò)地址譯碼器通過(guò)地址譯碼器輸出片選信號(hào)。輸出片選信號(hào)。多片存儲(chǔ)器芯片組成大容量存儲(chǔ)器連接常用片選方法。多片存儲(chǔ)器芯片組成大容量存儲(chǔ)器連接常用片選方法。（1 1）線選法示例）線選法示例D07R/WCEA012D07R/WCE1A012CE2D07R/WCEA012D07R/WCEA012CE3AB

9、ABi i 1514131215141312 111098 7 6 5 4 111098 7 6 5 4 3 2 1 03 2 1 01514131215141312 111098 111098 7 6 5 47 6 5 4 3 2 1 03 2 1 0 ：1101100 0000 0000 00000 0000 0000 00001101101 1111 1111 1111=C000H1 1111 1111 1111=C000HDFFFHDFFFH：1011010 0000 0000 00000 0000 0000 00001011011 1111 1111 1111=A000H1 1111

10、 1111 1111=A000HBFFFH BFFFH ：0110110 0000 0000 00000 0000 0000 00000110111 1111 1111 1111=6000H1 1111 1111 1111=6000H7FFFH 7FFFH 設(shè)設(shè)CECE1 1、CECE2 2、CECE3 3分別分別連接微型機(jī)的連接微型機(jī)的ABAB1313、ABAB1414、ABAB1515地址總線地址總線三片三片8KB的存儲(chǔ)器芯片組成的存儲(chǔ)器芯片組成 24KB 容量的存儲(chǔ)器。容量的存儲(chǔ)器。（2 2）譯碼片選法）譯碼片選法 地址譯碼器：地址譯碼器：74LS13874LS138Y Y0 0、Y Y

11、1 1、Y Y2 2分別連接三片存儲(chǔ)器的片選端分別連接三片存儲(chǔ)器的片選端CECE1 1、CECE2 2、CECE3 3AB13AB14AB15 +5V A Y0 B Y1 C Y2 G1 G2A.B Y774LS138各片存儲(chǔ)器芯片分配各片存儲(chǔ)器芯片分配地址：地址：CE1CE2CE3：0000H0000H1FFFH1FFFH：2000H2000H3FFFH3FFFH：4000H4000H5FFFH5FFFH2-42-4堆棧堆棧n堆棧：實(shí)際就是按后進(jìn)先出原則組織的一段內(nèi)堆棧：實(shí)際就是按后進(jìn)先出原則組織的一段內(nèi)存區(qū)域存區(qū)域n堆棧產(chǎn)生的時(shí)機(jī)：堆棧產(chǎn)生的時(shí)機(jī)： n1調(diào)用子程序調(diào)用子程序n2處理中斷時(shí)處

12、理中斷時(shí) 需要暫停主程序的執(zhí)行需要暫停主程序的執(zhí)行n產(chǎn)生堆棧的作用：產(chǎn)生堆棧的作用： n1將將PC值保留下來(lái)調(diào)用子程序指令的下一條指令值保留下來(lái)調(diào)用子程序指令的下一條指令n2 保留寄存器中主程序的中間結(jié)果和標(biāo)志位保留寄存器中主程序的中間結(jié)果和標(biāo)志位n3 子程序嵌套時(shí)，要求逐次正確返回后進(jìn)先出（子程序嵌套時(shí)，要求逐次正確返回后進(jìn)先出（LIFO）堆棧的定義堆棧的定義n日常生活中，我們都注意到過(guò)這樣的現(xiàn)象，家里洗的日常生活中，我們都注意到過(guò)這樣的現(xiàn)象，家里洗的碗，一只一只摞起來(lái)，最晚放上去的放在最上面，而碗，一只一只摞起來(lái)，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的則放在最下面，在取的時(shí)候正好相反，最早

13、放上去的則放在最下面，在取的時(shí)候正好相反，先從最上面取，這種現(xiàn)象我們用一句話來(lái)概括：先從最上面取，這種現(xiàn)象我們用一句話來(lái)概括：“先先進(jìn)后出，后進(jìn)先出進(jìn)后出，后進(jìn)先出”。n建筑工地上堆放的磚頭建筑工地上堆放的磚頭n倉(cāng)庫(kù)里放的貨物倉(cāng)庫(kù)里放的貨物n這實(shí)際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為這實(shí)際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為“堆棧堆?！薄如果我們讓數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè)地放置，那么我們只要知如果我們讓數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè)地放置，那么我們只要知道第一個(gè)數(shù)據(jù)所在地址單元就可以了。所以利用堆棧道第一個(gè)數(shù)據(jù)所在地址單元就可以了。所以利用堆棧這種方法來(lái)放數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)化操作這種方法來(lái)放數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)化操作2-42-4堆棧堆棧n堆棧

14、：實(shí)際就是按后進(jìn)先出原則組織的一段內(nèi)堆棧：實(shí)際就是按后進(jìn)先出原則組織的一段內(nèi)存區(qū)域存區(qū)域n堆棧產(chǎn)生的時(shí)機(jī)：堆棧產(chǎn)生的時(shí)機(jī)： n1調(diào)用子程序調(diào)用子程序n2處理中斷時(shí)處理中斷時(shí) 需要暫停主程序的執(zhí)行需要暫停主程序的執(zhí)行n產(chǎn)生堆棧的作用：產(chǎn)生堆棧的作用： n1將將PC值保留下來(lái)調(diào)用子程序指令的下一條指令值保留下來(lái)調(diào)用子程序指令的下一條指令n2 保留寄存器中主程序的中間結(jié)果和標(biāo)志位保留寄存器中主程序的中間結(jié)果和標(biāo)志位n3 子程序嵌套時(shí)，要求逐次正確返回后進(jìn)先出（子程序嵌套時(shí)，要求逐次正確返回后進(jìn)先出（LIFO）子程序的嵌套子程序的嵌套微機(jī)中的堆棧結(jié)構(gòu)微機(jī)中的堆棧結(jié)構(gòu)n用堆棧指針用堆棧指針SP始終指向堆棧的頂部。始終指向堆棧的頂部。n操作指令分為兩類：操作指令分為兩類：n PUSH：把信息推入堆棧：把信息推入堆棧n POP：信息由堆棧退出：信息由堆棧退出n（1）PUSH ： Push AX sp=sp-2,(sp)=AX step1:sp-1 sp,