微機原理與接口技術 存儲器.ppt

1、第6章 存貯器,6.1 概述 6.2 讀寫存貯器(RAM) 6.3 只讀存貯器(ROM) 6.4 外存貯器簡介,6.1 概述,6.1.1 存貯器的分類 1讀寫存貯器RAM 讀寫存貯器(RAM)按其制造工藝又可以分為雙極型RAM和金屬氧化物RAM。 (1)雙極型RAM 雙極型RAM的主要特點是存取時間短，通常為幾到幾十納秒(ns)。,(2) 金屬氧化物(MOS)RAM 用MOS器件構(gòu)成的RAM又可分為靜態(tài)讀寫存貯器(SRAM)和動態(tài)讀寫存貯器(DRAM)。 靜態(tài)RAM的主要特點是，其存取時間為幾十到幾百ns，集成度比較高。 動態(tài)RAM的存取速度與SRAM的存取速度差不多。,2只讀存貯器ROM (

2、1)掩模工藝ROM (2)可一次編程ROM (3)可擦去的PROM,6.1.2 存貯器的主要性能指標 1存貯容量 這里指的是存貯器芯片的存貯容量，其表示方式一般為：芯片的存貯單元數(shù)每個存貯單元的位數(shù)。 2.存取時間 存取時間就是存取芯片中某一個單元的數(shù)據(jù)所需要的時間。 3可靠性 微型計算機要正確地運行，必然要求存貯器系統(tǒng)具有很高的可靠性。,4功耗 使用功耗低的存貯器芯片構(gòu)成存貯系統(tǒng)，不僅可以減少對電源容量的要求，而且還可以提高存貯系統(tǒng)的可靠性。 5價格 構(gòu)成存貯系統(tǒng)時，在滿足上述要求的情況下，應盡量選擇價格便宜的芯片。,6.2 讀寫存貯器(RAM),6.2.1 靜態(tài)讀寫存貯器(SRAM) 1概

3、述 1) 8K8bit的CMOSRAM芯片 現(xiàn)以6264(或6164)芯片為例，說明其引線功能。該芯片的引腳圖如圖5.1所示。 (1) 引線功能 6264(6164)有28條引出線，它們包括： A0A12為13條地址信號線。,圖6.1 SRAM6264引腳圖,D0D7為8條雙向數(shù)據(jù)線。容量213 x8 8KB CS2為兩條片選信號的引線。 為輸出允許信號。 是寫允許信號。,表6.1 6264真值表,(2) 6264(6164)的工作過程,圖6.2 SRAM6264數(shù)據(jù)寫入波形,圖6.3 SRAM6264數(shù)據(jù)讀出波形,2連接使用 (1) 全地址譯碼方式 (2) 部分地址譯碼方式 分析圖6.6所示

4、的連接圖，可以發(fā)現(xiàn)，此時的8KB芯片6264所占據(jù)的內(nèi)存地址空間為: DA000HDBFFFH DE000HDFFFFH FA000HFBFFFH FF000HFFFFFH,圖6.4 SRAM6264的全地址譯碼連接,地址11110000000000000000 11110011111111111111 F000H-F3FFH,圖6.5 另一種譯碼器,圖6.6 SRAM6264的部分地址譯碼連接,11X11X10000000000000 11X11X11111111111111 DA000HDBFFFH DE000HDFFFFH FA000HFBFFFH FF000HFFFFFH,(3)譯碼器

5、電路 利用廠家提供的現(xiàn)成的譯碼器芯片。 利用廠家提供的數(shù)字比較器芯片。 利用ROM做譯碼器。 利用PLD。,3靜態(tài)RAM連接舉例 4等待的實現(xiàn),圖6.7 SRAM6116引線圖,圖6.8 兩片6116與8位總線的連接圖,容量:2KB 地址: 第一片000000000000000000000 00000000011111111111 00000H007FFH 第二片 00000000100000000000 00000000111111111111 00800H00FFFH,圖6.9 8086存貯器的高低位庫,表6.1 8086存貯器的高低位庫的選擇,圖6.10 兩片6116與16位總線的連接圖

6、,6.2.2 動態(tài)讀寫存貯器(DRAM) 1概述 動態(tài)讀寫存貯器(DRAM)以其速度快、集成度高、功耗小、價格低在微型計算機中得到極其廣泛的使用。 (1) 動態(tài)存貯器芯片2164A的引線 A0A7為地址輸入端。 Din和Dout是芯片上的數(shù)據(jù)線。 為行地址鎖存信號。 為列地址鎖存信號。 為寫允許信號。,圖6.11 DRAM2164引線圖,(2) DRAM的工作過程 讀出數(shù)據(jù)。 寫入數(shù)據(jù)。 刷新。,圖6.12 DRAM2164的讀出過程,圖6.13 DRAM2164的寫入過程,圖6.14 DRAM2164的刷新過程,2實現(xiàn)DRAM的刷新 下面以PCXT微型機動態(tài)存貯器為例，說明該系統(tǒng)中DRAM的

7、工作及刷新過程。 (1)行列控制信號的形成 (2) DRAM的讀寫 (3) 刷新,圖6.15 PC/XT機DRAM行（ ）列（ ）形成電路,圖6.16 DRAM讀寫簡化電路,6.3 只讀存貯器(ROM),6.3.1 EPROM EPROM是一種可以擦去重寫的只讀存貯器。 12764的引線 2764是一塊8K8bit的EPROM芯片，引線圖如圖6.17所示。 A0A12為13條地址信號輸入線，說明芯片的容量為8K個單元。 D0D7為8條數(shù)據(jù)，表明芯片的每個存貯單元存放一個字節(jié)(8位二進制數(shù))。,為輸入信號。 是輸出允許信號。 為編程脈沖輸入端。 22764的連接使用 2764在使用時，僅用于將其

8、存貯的內(nèi)容讀出。其過程與RAM的讀出十分類似。即送出要讀出的地址，然后使 和 均有效(低電平)，則在芯片的D0D7上就可以輸出要讀出的數(shù)據(jù)。其過程如圖6.18所示。,圖6.17 2764引線圖,圖6.18 EPROM的讀出過程,圖6.19 2764的連接圖,3EPROM的編程 (1) 擦除 (2) 編程 標準編程。,圖6.20 EPPOM27C040,圖6.21 EPPOM27C040的編程時序,圖6.22 27C040快速編程流程圖,6.3.2 EEPROM(E2PROM) 1典型EEPROM芯片介紹 EEPROM以其制造工藝及芯片容量的不同而有多種型號。 (1) EEPROM98C64A的

9、引線 EEPROM98C64A為CMOS工藝，其引線如圖6.23所示。 其中A0A12為地址線，用于選擇片內(nèi)的8K個存貯單元。 D0D7為8條數(shù)據(jù)線，表明每個存貯單元存貯一個字節(jié)的信息。,為片選信號。 為輸出允許信號。 是寫允許信號。 是漏極開路輸出端，當寫入數(shù)據(jù)時該信號變低，數(shù)據(jù)寫完后，該信號變高。,圖6.23 EEPROM98C64A,(2) 98C64A的工作過程 EEPROM98C64A工作過程如下所述。 讀出數(shù)據(jù)。 寫入數(shù)據(jù)。,圖6.24 EEPROMNMC98C64A的寫入時序,(3)連接使用 EEPROM可以很方便地接到微機系統(tǒng)中。圖6.25就是將98C64A連接到8088總線上

10、的連接圖。 例如下面的程序可將55H寫滿98C64。 START： MOV AX，lE00H MOV DS，AX MOV SI，0000H MOV CX，2000H,圖6.25 EEPROM 98C64A的連接使用,00011110000000000000 00011111111111111111 1E000H-1FFFFH,GOON：MOV AL，55H MOVSI，AL CALLT20MS；延時20ms INCSI LOOP GOON HLT,2閃速(FLASH)EEPROM (1)28F040的引線 28F040是一塊512KB的閃速EEPROM芯片，其內(nèi)部可分成16個32KB的塊(或一

11、頁)。每一塊可獨立進行擦除。其引線如圖6.26所示。 (2)工作過程 工作類型。 讀出類型。 寫入編程類型。 命令和狀態(tài)。,圖6.26 閃速EEPROM28F040引線圖,表6.4 28F040的命令,表6.5 狀態(tài)寄存器各位含義,表6.6 28F040工作條件,(3) 主要功能的實現(xiàn) 只讀存貯單元。 編程寫入。 擦除。 整片擦除。 塊擦除。 其他。,圖6.27 28F040字節(jié)編程,圖6.28 28F040的擦除,(4) 應用 用作外存貯器。 用于內(nèi)存。,6.4 外存貯器簡介,6.4.1 磁盤 1軟磁盤 在微機上大都配有軟盤驅(qū)動器，用軟磁盤來存放各種信息。 (1)軟盤分類 目前使用的軟盤可按

12、其直徑分為： 5.25英寸軟盤，有時簡稱5寸盤。,3.5英寸軟盤，簡稱3寸盤。當前常用的容量是1.44MB。 現(xiàn)在5.25英寸軟盤已逐漸被淘汰。 (2)軟盤驅(qū)動器與系統(tǒng)的連接 驅(qū)動器自成體系，是相對獨立的部件，通過總線電纜與適配器相連接。驅(qū)動器主要由3大功能系統(tǒng)組成： 讀寫系統(tǒng)。 磁頭定位系統(tǒng)。 主軸驅(qū)動系統(tǒng)。,2. 硬磁盤 同軟盤相比，硬盤的存貯容量大且存取速度高。它是目前微型機(PC)系統(tǒng)配置中必不可少的外存。在軟盤驅(qū)動器中，讀寫磁頭與盤片接觸在一起，以便讀寫數(shù)據(jù)。在硬盤驅(qū)動器中，磁頭和盤片是非接觸式的。主軸驅(qū)動系統(tǒng)使盤片高速旋轉(zhuǎn)，通常達36007200轉(zhuǎn)min，從而在盤片表面產(chǎn)生一層氣墊，磁頭便浮在這層氣墊上。磁頭與盤片間具有m級的空隙。,6.4.2 光盤技術 1CD家族的發(fā)展 激光通過聚焦，可獲得直徑為1m的光束。 簡要介紹。 (1) LV(Laser Vision)激光視盤 (2) 音頻CD和MD (3)CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)光盤只讀存貯器 (4)CD-I(Compact Disc Interactive)交互式光盤,(5)CD-ROMXA(CD-RO Me Xtended Architecture) (6)Photo CD (7)