存储器扩展技术.ppt
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1、存储器扩展技术现在学习的是第1页,共27页1、存储器定义、存储器定义 在微机系统中凡能存储程序和数据的部件统称为存储器。2、存储器分类、存储器分类 微机系统中的存储器分为内存内存和外存外存两类。3、内存储器的组成、内存储器的组成 微机系统中的存储器由半导体存储器芯片半导体存储器芯片组成。单片机内部有存储器,当单片机内部的存储器不够用时,可以外扩存储器。外扩的存储器就是由半导体存储器芯片组成的。当用半导体存储器芯片组成内存时必须满足个要求:每个存储单元一定要有每个存储单元一定要有8个位。个位。存储单元的个数满足系统要求。存储单元的个数满足系统要求。注意:内存的容量是指它所含存储单元的个数(每个存
2、储单元一定要有注意:内存的容量是指它所含存储单元的个数(每个存储单元一定要有8 8个位,可以存储个位,可以存储8 8位二位二进制信息)。进制信息)。6.1 存储器概述存储器概述 外存的存储容量大,存取速度慢;外存的存储容量大,存取速度慢;它不能直接与它不能直接与CPU交换信息,必须经过内存交换信息,必须经过内存实现;常用的有硬盘、软盘和光盘。实现;常用的有硬盘、软盘和光盘。内存的存储容量有限,存放将要运内存的存储容量有限,存放将要运行的程序和数据,存取速度快,可以行的程序和数据,存取速度快,可以直接与直接与CPU交换信息。交换信息。现在学习的是第2页,共27页 由于集成工艺水平的限制,一个半导
3、体存储器芯片上所集成的单元个数和每个单元的位数有限,用它构成内存时必须满足:内存容量和一个存储单元有8个位的要求,因此内存常常由多个半导体存储器芯片构成。半导体存储器芯片的存储容量半导体存储器芯片的存储容量是指其上所含的基本存储电路的个数,用单元个数单元个数位数位数表示。掌握:掌握:已知内存容量和半导体存储器芯片的容量,求用半导体存储器芯片构成内存时需要的芯片个数。内存的容量=末地址首地址+1 半导体存储器芯片分成ROM和RAM两类。6.2.1 ROM芯片芯片 6.2.2 RAM芯片芯片6.2 半导体存储器半导体存储器现在学习的是第3页,共27页 由已知内存容量和半导体存储器芯片的容量,求用半
4、导体存储器芯片构成内已知内存容量和半导体存储器芯片的容量,求用半导体存储器芯片构成内存时需要的芯片个数。存时需要的芯片个数。现在学习的是第4页,共27页 由内存的容量内存的容量=末地址末地址首地址首地址+1现在学习的是第5页,共27页1、ROM简介简介 ROM是只读存储器,ROM中的信息是用写录器写入的,一旦写入,其上的信息就不能随意更改,其内的信息可以由CPU读出,但不能由CPU通过指令写入。2、ROM特性特性 ROM具有非易失性,即掉电后其上的信息不消失,常常用于存储程序和固定的数据表格。3、ROM分类:分类:掩膜掩膜ROM其上的程序由厂家用特殊工艺写入,结构简单,集成度高,但成本也高,适
5、用于大批量产生。PROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,一旦写入其上的一旦写入其上的程序就不能再更改程序就不能再更改。EPROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,也可以用紫外线整片用紫外线整片擦除擦除。E2PROM出厂时,其上未存任何信息;用户可以用编程器写入,也可以用电信号整用电信号整字节擦除字节擦除。4、典型、典型ROM芯片芯片6.2.1 ROM芯片芯片现在学习的是第6页,共27页Intel2764的容量为8K8,有28个引脚。各引脚的功能如下:Al2A0:地址信号输入引脚,可寻址芯片的8K个存储单元。O7O0:双向数据信号输入输出引脚。CE:片选信号输入引脚
6、,低电平有效,只有当该引脚转入低电平时,才能对相应的芯片进行操作。OE:数据输出允许控制信号引脚,输入,低电平有效,用以允许数据输出。VPP:+25v电源,用于在专用装置上进行写操作。PGM:编程脉冲输入。低电平有效 Vcc:+5v电源。GND:地。A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEVPPPGMD0D1D2D3D4D5D6D72764 已知芯片容量求芯片数据线和地址线条数。已知芯片容量求芯片数据线和地址线条数。若半导体存储器芯片的容量为若半导体存储器芯片的容量为a ab b,则其数据线,则其数据线条 数 为条 数 为 b b 条,地 址 线 条 数 满 足 如
7、下 关 系:条,地 址 线 条 数 满 足 如 下 关 系:2 2n n=a=a现在学习的是第7页,共27页1、RAM简介简介 RAM是随机读写存储器,其中的信息由CPU通过指令读写(movx dptr,a ,movx a,dptr)。2、RAM特性特性 RAM具有易失性,即掉电后其上的信息消失,故用于存储临时性数据。3、RAM分类:分类:RAM分为2类:双极型双极型和MOS型型(MOS型RAM因其集成度高,功耗低,价格便宜而得到广泛应用)。MOS型RAM又分为SRAM和DRAM。4、典型、典型RAM芯片芯片6.2.2 RAM芯片芯片SRAM用MOS型双稳态触发器存储信息,集成度低,接口简单。
8、DRAM用电容存储信息,集成度高,接口复杂,因为电容上的电荷容易泄漏,所以必须定时充电。现在学习的是第8页,共27页Intel6264的容量为8K8,有28个引脚。各引脚的功能如下:Al2A0:地址信号输入引脚,可寻址芯片的8K个存储单元。D7D0:双向数据信号输入输出引脚。OE:数据输出允许控制信号引脚,输入,低电平有效,用以允许数据输出。WE:数据输入允许控制信号引脚,输入,低电平有效,用以允许数据输入。CS1:片选信号输入引脚,低电平有效,只有当该引脚转入低电平时,才能对相应的芯片进行操作。CS2:片选信号输入引脚,高电平有效,只有当该引脚转入高电平时,才能对相应的芯片进行操作。Vcc:
9、+5v电源,用于在线的读操作。GND:地。A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12WEOECS1CS2D0D1D2D3D4D5D6D76264现在学习的是第9页,共27页6.3 MCS-51单片机存储器扩展单片机存储器扩展 在微机系统中存储器是必不可少。MCS51系列单片机内部的存储器不够用时需要外扩半导体存储器芯片,外扩的半导体存储器芯片与MCS51系列单片机通过三总线三总线交换信息。二者连接时必须考虑如下问题:1二者地址线、数据线、控制线的连接。二者地址线、数据线、控制线的连接。2工作速度的匹配。工作速度的匹配。CPU在取指令和存储器读或写操作时,是有固定时序的,用户要根
10、据这些来确定对存储器存取速度的要求,或在存储器已经确定的情况下,考虑是否需要Tw周期,以及如何实现。3片选信号的产生。片选信号的产生。目前生产的存储器芯片,单片的容量仍然是有限的,通常总是要由许多片才能组成一个存储器,这里就有一个如何产生片选信号的问题。4CPU的驱动能力的驱动能力。在设计CPU芯片时,一般考虑其输出线的直流负载能力,为带一个TTL负载。现在的存储器一般都为MOS电路,直流负载很小,主要的负载是电容负载,故在小型系统中,CPU是可以直接与存储器相连的,而较大的系统中,若CPU的负载能力不能满足要求,可以(就要考虑CPU能否带得动,需要时就要加上缓冲器,)由缓冲器的输出再带负载。
11、6.3.1 ROM芯片的扩展芯片的扩展 6.3.2 RAM芯片的扩展芯片的扩展 现在学习的是第10页,共27页6.3.1 ROM芯片的扩展芯片的扩展 在MCS-51单片机应用系统中,如果单片机内部程序存储器不够用时,特别是对片内片内无无ROM的的8031单片机,外扩程序存储器是必不可少的工作。程序存储器容量的扩展可根据实际需要在64KB范围内选择。单片机扩展用程序存储器有紫外光可擦除型(EPROM)、电擦除型(EEPROM)和闪速存储器FLASH等。EPROM价格低廉,性能稳定可靠,所以,一般程序存储器的扩展均采用之。在进行程序存储器扩展时,首先首先应根据应用系统的要求,选择使用何种类型的芯片
12、作程序存储器芯片;其次其次,在存储器容量选择时,应尽量选择大容量的芯片,即使用一片存储器芯片能够满足要求的,尽量不使用多片,从而减少芯片的组合数量。当必须选用多芯片时,也应选择集成度相同的芯片,以便简化系统的应用电路。现在学习的是第11页,共27页ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CEOEVPPPGMO0O72764AB12AB0AB0AB15AB12将芯片的将芯
13、片的13位地址线按引脚名称一一并联,然后按次序逐根接至位地址线按引脚名称一一并联,然后按次序逐根接至系统地址总线的低系统地址总线的低13位。位。将芯片的将芯片的8位数据线依次接至系统数据总线的位数据线依次接至系统数据总线的O0-O7。芯片的芯片的OE端接至系统控制总线的存储器读信号(端接至系统控制总线的存储器读信号(PSEN)因为系统中只有因为系统中只有1片片2764,所以,所以2764的的CE可以接地。可以接地。现在学习的是第12页,共27页ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6
14、P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CEOEVPPPGMO0O72764AB12AB0AB0AB15AB12 计算计算2764每个单元的地址(每个单元的地址(8051送出何种地址码时选中该单元送出何种地址码时选中该单元)P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12 AB11 AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0*0 0 0 0 0 0 0 0
15、0 0 0 0 0*1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10000H-1FFFH89C51从从2764中读取信息的过程:中读取信息的过程:89C51发地址码发地址码 P00P07-AB-2764的的A0A7 ALE=1 P20P27-AB-2764的的A8A1289C51发读发读ROM信号信号 PSEN=0CB-2764的的OE2764将选中单元的内容送出将选中单元的内容送出-DB-89C051的的P00-P07现在学习的是第13页,共27页ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.
16、5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CEOEVPPPGM O0O72764AB12AB0AB0AB15AB12A0A12CEOEVPPPGMO0O72764AB12AB0 2764的容量是的容量是8K*8,1片片2764上有上有8K个存储单元,每个存储单元个存储单元,每个存储单元有有8个基本存储电路,能存放个基本存储电路,能存放8位二进制信息,可以满足位数的要位二进制信息,可以满足位数的要求,但是求,但是1片片2764上有上有8K个存储单元,为了满足内存的容量的个存储单元,为了满足内存的容量的要求,需要要
17、求,需要2片片2764串联使用,即串联使用,即2片片2764不能同时被选中不能同时被选中。因为。因为2片片2764的的数据线都接在的的数据线都接在8位位DB上,当二者同时被选中时,会出现争占上,当二者同时被选中时,会出现争占DB的的现象。这时,需要考虑现象。这时,需要考虑片选片选问题。问题。现在学习的是第14页,共27页ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CEOEV
18、PPPGMO0O72764AB12AB0AB0AB15AB12A0A12CEOEVPPPGMO0O72764AB12AB0片选信号的产生方法有片选信号的产生方法有3种:线选法种:线选法、部分译码法和、部分译码法和全译码法全译码法。现在学习的是第15页,共27页ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CEOEVPPPGM O0O72764AB12AB0AB0AB15AB1
19、2A0A12CEOEVPPPGMO0O72764AB12AB0 线选法就是线选法就是用剩余的高位地址线作片选信号用剩余的高位地址线作片选信号。线选法有线选法有2个缺点:其一是各芯片的地址不连续,其二是有一些地址不能使用,否则会造成片选个缺点:其一是各芯片的地址不连续,其二是有一些地址不能使用,否则会造成片选的混乱(有地址重叠现象,即一个存储单元有多个地址码)。的混乱(有地址重叠现象,即一个存储单元有多个地址码)。AB15AB14P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P2 0 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 AB15AB14 AB13 AB12
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