机械工业出版社同名教材配套电子教案：《单片机原理及其应用》第四章 半导体存储器（陈立周、陈宇编）

第四章半导体存储器 第一节存储器的分类 第二节随机存取存储器 第三节只读存储器 第四节存储器的并行扩展及连接方法 第五节串行存储器的扩展方法 Micro Controller Unit

第四章 半导体存储器 第一节 存储器的分类 第二节 随机存取存储器 第三节 只读存储器 第四节 存储器的并行扩展及连接方法 第五节 串行存储器的扩展方法

本章要点 简单介绍单片机系统中使用的存储器结 构性能及其用途。 存储器的并行护展,扩展时的地址确定, 以及与单片机的连接方法。 两线制与三线制的串行存储器/2C和 SP总线的编程

本章要点 • 简单介绍单片机系统中使用的存储器结 构性能及其用途。 • 存储器的并行扩展，扩展时的地址确定， 以及与单片机的连接方法。 • 两线制与三线制的串行存储器， 和 SPI总线的编程。 I C 2

第一节存储器的分类 半导体存储器 随机存取存储器 只读存储器 双极型 MOS型 固可编紫电 定编程外擦 掩程的线除速 静动膜的司 型 态态 为 因擦在 除 程 可的器 返回本章首页

第一节 存储器的分类 半导体存储器 静 态(SRAM) 动 态(DRAM) 固 定 掩 膜 型ROM 、 可 编 程 的PROM 紫 外 线 可 擦 除 可 编 程 的EPROM 电 擦 除 可 编 程 的EEPROM 闪 速 型 存 储 器 随机存取存储器 双极型 MOS型 只读存储器 返回本章首页

第二节随机存取存储器 静态RAM结构 存储器由若干个能够存 储0和1两种数码的基本存 地址选择 V3VI 储电路所组成,静态RAM 线y5 V6 的基本存储电路是双稳态 触发器。以静态RAM为例 每个触发器包含6个NMOS 置数端 V2 管,它具有两个稳态,分 置数端 别代表0和1两种状态,其 结构如图

第二节 随机存取存储器 一、静态RAM结构 存储器由若干个能够存 储0和1两种数码的基本存 储电路所组成，静态RAM 的基本存储电路是双稳态 触发器。以静态RAM为例， 每个触发器包含6个NMOS 管，它具有两个稳态，分 别代表0和1两种状态，其 结构如图 ：

二、动态RAM结构 动态RAM通常采用MOS管栅极与源极 间的极间电容存储信息,由于电容上 的电荷会逐渐泄漏,因此要不断地对 被泄漏的电荷进行补充,这种补充称 为刷新。所以动态RAM片内要附加刷新 的逻辑电路。由于动态RAM使用的MOS 管少,功耗低,集成度高,可制成大 容量的存储器芯片

二、动态RAM结构 动态RAM通常采用MOS管栅极与源极 间的极间电容存储信息，由于电容上 的电荷会逐渐泄漏，因此要不断地对 被泄漏的电荷进行补充，这种补充称 为刷新。所以动态RAM片内要附加刷新 的逻辑电路。由于动态RAM使用的MOS 管少，功耗低，集成度高，可制成大 容量的存储器芯片

三、RAM断电保护 RAM在断电之后,所存 数据将全部丢失,为使断 电后,片内数据能够得到 VDI 保存,可在电源端通过二 极管分别接到电源电压和 后备电池电压,电池电压 可以取3.6V。在正常时情 RAM BAT 况下,芯片由电源供电; 电源断电或小于3.6V,改 由电池供电,维持其电压, 使所存数据不至丟失

三、RAM断电保护 RAM在断电之后，所存 数据将全部丢失，为使断 电后，片内数据能够得到 保存，可在电源端通过二 极管分别接到电源电压和 后备电池电压，电池电压 可以取3.6V。在正常时情 况下，芯片由电源供电； 电源断电或小于3.6V ，改 由电池供电，维持其电压， 使所存数据不至丟失

四、单片机对外部数据存储器的读写时序 锁存地址低8位 取 从P2取高8位 写操作时 写入数据 q 读操作时 取指令码 取指令 读出数据 ←时间 个机器周期 个机器周期 SI S2 S3S4 1s11s18s194 S5 S6 PSEN RD (WR) PCH DPH PCH XPLX令码XDP数据输入XPCL 返回本章首

四、单片机对外部数据存储器的读写时序 取 q 取指令码 锁存地址低8位 从P2取高8位 读操作时 读出数据 写操作时 写入数据 取指令 时间 返回本章首页

第三节只读存储器 掩膜ROM利用光刻掩膜技术,将用户提供的 程序存储在芯片中,制成后不能抹去也不能修改。 、可编程只读存储器PROM:开始使用时允许 用户自行写入信息,但只允许一次,以后只能读出, 不能修改。 可擦除可编程只读存储器 EPROM:写入数 据后,可以长期保存,保存时间与温度、光照有关 如果上面存的数据不要了,可以用紫外光擦除重新写 入 四、电擦除只读存储器 EEPROM:所存储的内容 可以擦除,也可以在线写入。分为并行和串行两种。 五、闪速型存储器:可以擦除,也可以在线重新 写入

第三节 只读存储器 一、掩膜ROM 利用光刻掩膜技术，将用户提供的 程序存储在芯片中，制成后不能抹去也不能修改 。 二、可编程只读存储器PROM ：开始使用时允许 用户自行写入信息，但只允许一次，以后只能读出， 不能修改。 三、可擦除可编程只读存储器EPROM ：写入数 据后，可以长期保存，保存时间与温度、光照有关。 如果上面存的数据不要了，可以用紫外光擦除重新写 入。 四、电擦除只读存储器EEPROM：所存储的内容 可以擦除，也可以在线写入。分为并行和串行两种。 五、闪速型存储器：可以擦除，也可以在线重新 写入

六、单片机对外部程序存储器的取指时序 写操作时利用WR 上升沿写入数据 锁存地址低8位 取指令码 从P2取高8位 读操作时利用RD 取指令 上升沿读出数据 时间 SS S6 S I pIl p2 plI p2 pIyp2 pIl p2 PII P2 IPII p2 I pII p2 pII p2 XTAI M几LL ALE. PSEN 被采集数据 被采样数抚 被采集数据 PCI PCI 输出 输出 P2. PcH输出 PCH输 PcH输出 返回本章首页

六、单片机对外部程序存储器的取指时序 取指令码 取指令 时间 锁存地址低8位 从P2取高8位 读操作时利用RD 上升沿读出数据 写操作时利用WR 上升沿写入数据 返回本章首页

第四节存储器的并行扩展及连接方法 扩展存储器时地址线的连接与地址分 配 扩展时可以把存储器的地址线与CPU的低位 地址线相连,用于片内寻址。CPU的高位地址 线与存储器芯片的片选端的连接,可以有两种 方式。即全译码方式和片选方式 1.全译码方式 利用74LS138译码器对高位地址线进行译码 译码器输出接存储器芯片的片选端

第四节 存储器的并行扩展及连接方法 一、扩展存储器时地址线的连接与地址分 配 扩展时可以把存储器的地址线与CPU的低位 地址线相连，用于片内寻址。 CPU的高位地址 线与存储器芯片的片选端的连接，可以有两种 方式。即全译码方式和片选方式。 1.全译码方式 利用74LS138译码器对高位地址线进行译码, 译码器输出接存储器芯片的片选端