數(shù)字電子技術(shù)第六版 閻石 第五章 學(xué)習(xí)資料

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第六版）教學(xué)課件

清華大學(xué)

電子學(xué)教學(xué)組

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半導(dǎo)體存儲(chǔ)電路5.1概述存儲(chǔ)電路的基本功能：存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)和信息寄存器1.存儲(chǔ)一組數(shù)據(jù)的電路2.結(jié)構(gòu)為一組具有公共時(shí)鐘信號(hào)輸入端的觸發(fā)器存儲(chǔ)器1.存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的電路2.基本結(jié)構(gòu)由存儲(chǔ)矩陣和讀/寫(xiě)控制電路組成5.2SR鎖存器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理0000001110011011010001101100①1110①①二、動(dòng)作特點(diǎn)在任何時(shí)刻，輸入都能直接改變輸出的狀態(tài)。例：5.3觸發(fā)器5.3.1電平觸發(fā)的觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理0XX000XX1110000100111100111011101001011011101*11111*二、動(dòng)作特點(diǎn)在CLK=1的全部時(shí)間里，S和R的變化都將引起輸出狀態(tài)的變化。D觸發(fā)器0XX000XX1110000100111100111011101001011011101*11111*5.3.2邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器為了提高可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力，希望觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CLK的下降沿（或上升沿）到來(lái)時(shí)的輸入信號(hào)狀態(tài)，與在此前、后輸入的狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系。用CMOS傳輸門(mén)的邊沿觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器用門(mén)電路tpd的邊沿觸發(fā)器 ···一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理1、用兩個(gè)電平觸發(fā)D觸發(fā)器組成的邊沿觸發(fā)器利用CMOS傳輸門(mén)的邊沿觸發(fā)器XXX0X01X15.3.3脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理提高可靠性，要求每個(gè)CLK周期輸出狀態(tài)只能改變1次XXXX0000001110011011010001101101*1111*JKQ’主從SRQQQ’CLKJ主從SRKQQ’QQ’CLK(5)列出真值表XXXX00000011100110110100011011011110XXXX0000001110011011010001101101*1111*主從SRJKQQ’QQ’CLK二、脈沖觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)主從SRJKQQ’QQ’CLK5.3.4觸發(fā)器的邏輯功能一、

觸發(fā)器按邏輯功能的分類(lèi)

時(shí)鐘控制的觸發(fā)器中

由于輸入方式不同（單端，雙端輸入）、次態(tài)（

）隨輸入變化的規(guī)則不同SR觸發(fā)器1.定義，凡在時(shí)鐘信號(hào)作用下，具有如下功能的觸發(fā)器稱(chēng)為SR觸發(fā)器0000001110011011010001101101*1111*JK觸發(fā)器1.定義00000011100110110100011011011110T觸發(fā)器1.定義：凡在時(shí)鐘信號(hào)作用下，具有如下功能的觸發(fā)器000010101110D觸發(fā)器1.定義：凡在時(shí)鐘信號(hào)作用下，具有如下功能的觸發(fā)器000010101111。。。。邏輯功能：是

與輸入及

在CLK作用后穩(wěn)態(tài)之間的關(guān)系

（RS,JK,D,T）

電路結(jié)構(gòu)形式：具有不同的動(dòng)作特點(diǎn)（轉(zhuǎn)換狀態(tài)的動(dòng)態(tài)過(guò)程）（同步，主從，邊沿）一、建立時(shí)間二、保持時(shí)間三、傳輸延遲時(shí)間四、最高時(shí)鐘頻率5.3.5觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性5.4寄存器寄存器①用于寄存一組二值代碼，N位寄存器由N個(gè)觸發(fā)器組成，可存放一組N位二值代碼。②只要求其中每個(gè)觸發(fā)器可置1，置0。例1：例：用維-阻觸發(fā)器結(jié)構(gòu)的74HC1755.5存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)大量二值信息的器件一、一般結(jié)構(gòu)形式輸入/出電路I/O輸入/出控制！單元數(shù)龐大！輸入/輸出引腳數(shù)目有限二、分類(lèi)1、從存/取功能分：①只讀存儲(chǔ)器(Read-Only-Memory）②隨機(jī)讀/寫(xiě)（Random-Access-Memory）2、從工藝分：①雙極型②MOS型5.5.1靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）一、結(jié)構(gòu)與工作原理二、SRAM的存儲(chǔ)單元六管N溝道增強(qiáng)型MOS管5.5.2*動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）

動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元是利用MOS管柵極電容可以存儲(chǔ)電荷的原理5.5.3只讀存儲(chǔ)器ROM一、結(jié)構(gòu)和工作原理二、舉例地

址數(shù)

據(jù)A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)D0Dm兩個(gè)概念：存儲(chǔ)矩陣的每個(gè)交叉點(diǎn)是一個(gè)“存儲(chǔ)單元”，存儲(chǔ)單元中有器件存入“1”，無(wú)器件存入“0”存儲(chǔ)器的容量：“字?jǐn)?shù)x位數(shù)”二、ROM的分類(lèi)1.掩模ROM：出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)固定，不能更改，適合大量生產(chǎn)簡(jiǎn)單，便宜，非易失性2可編程ROM（PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同寫(xiě)入時(shí)，要使用編程器3.用電信號(hào)擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器——閃存（FlashMemory）為提高集成度，省去T2（選通管）改用疊柵MOS管（類(lèi)似SIMOS管）5.5.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展一、位擴(kuò)展方式適用于每片RAM,ROM字?jǐn)?shù)夠用而位數(shù)不夠時(shí)接法：將各片的地址線(xiàn)、讀寫(xiě)線(xiàn)、片選線(xiàn)并聯(lián)即可例：用八片1024x1位→1024x8位的RAM二、字?jǐn)U展方式適用于每片RAM,ROM位數(shù)夠用而字?jǐn)?shù)不夠時(shí)1024x8RAM例：用四片256x8位→1024x8位RAM0001110110111011011111100001110110111011011111105.5.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)一、基本原理從ROM的數(shù)據(jù)表可見(jiàn)：

若以地址線(xiàn)為輸入變量，則數(shù)據(jù)線(xiàn)即為一組關(guān)于地址變量的邏輯函數(shù)地

址數(shù)

據(jù)A1A0D3D2D1D000