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数字电子技术PPT全套课件
A B C D A B C D A B C D A B C D
第1章 逻辑代数基础
1.2.3 逻辑代数的基本公式、常用公式和基本定理
八进制：由0、1…7八个数码组成，进位规则是逢八进一， 计数基数为8，其按权展开式为。 例如：
D k i 8i
1 0 -1 33 . 1 3 3 1 8 8 8 8
第1章 逻辑代数基础
十六进制：由0、1…9、A、B…F十六个数码组成，进位规 则是逢十六进一，计数基数为16，其按权展开式
逻辑函数：当输入变量取值确定之后，输出变量取值便随之 而定，输出变量和输入变量之间是一种函数关系。
逻辑函数的表示方法：逻辑真值表、逻辑函数式、逻辑图和 卡诺图。 1.逻辑函数的表示方法 （1）逻辑真值表：是由输出变量取值与对应的输入变量取 值所构成的表格。列写方法是： a) 找出输入、输出变量，并用相应的字母表示； b)逻辑赋值。 c)列真值表。
第1章 逻辑代数基础
[例1-1] 将函数式化成最小项和的形式。
解：
Y ABC BD ABC D
ABC D D A A B C C D ABC D ABC D ABC D ABC D ABCD ABC D ABCD ABC D m9 m8 m5 m7 m13 m15 m10 m5 , m7 , m8 , m9 , m10 , m13 , m15 m5,7,8,9,10,13,15
a)找出真值表中使函数值为1的输入变量取值；
b）每个输入变量取值都对应一个乘积项，变量取值为1，用 原变量表示，变量取值为0，用反变量表示。 c)将这些乘积项相加即可。
ch8继电器接触器控制系统
继电器接触器控制系统在技术上不断得 到改进，以满足现代工业控制的需求。 例如，采用新型的继电器和接触器，提 高系统的可靠性和稳定性；采用智能控 制技术，实现自动化和远程控制；采用 可编程逻辑控制器（PLC），提高系统 的灵活性和可扩展性。
继电器接触器控制系统在技术上不断得 到改进，以适应现代工业控制的需求。 例如，采用新型的继电器和接触器，提 高系统的可靠性和稳定性；采用智能控 制技术，实现自动化和远程控制；采用 可编程逻辑控制器（PLC），提高系统 的灵活性和可扩展性。
04 继电器接触器控制系统的 优缺点
优点
可靠性高
继电器和接触器在电气控制系统 中具有较高的可靠性，能够承受
频繁的操作和电流的冲击。
稳定性好
继电器和接触器具有稳定的性 能，能够保证控制系统的稳定 性，减少故障发生的概率。
易于维护
继电器接触器控制系统结构简 单，易于维护和检修，降低了 维护成本。
成本较低
随着技术的发展，继电器接触器控制系统的应用领域也在不断拓展。例如，在智能家居领域， 用于控制家电设备的开关和调节；在工业自动化领域，用于控制机械设备的运行和监控；在 电力领域，用于控制输配电系统和保护电网安全。
未来展望
未来，继电器接触器控制系统将 继续向着智能化、网络化、小型 化的方向发展。例如，采用更先 进的传感器和执行器，实现系统 的智能化控制；采用无线通信技 术，实现系统的远程监控和故障 诊断；采用微型化技术，减小系 统体积并提高集成度。
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电源的种类包括交流电源和直流电源，根据不同的控制系统需求选择合适的电源。
电源的电压和电流大小也需根据控制系统的要求进行选择，以确保系统的稳定运行。
精品课件-数字电子技术-第8章
第8章 脉冲单元电路
图8-3 施密特触发器电路
第8章 脉冲单元电路
8.2.1 施密特触发器有两个稳态（Uo=0称为0态和Uo=1称为1
态) ，在外加信号的作用下，施密特触发器两个稳态之间可 以相互转换。施密特触发器属于波形变换电路，它可以将正弦
(1) 当输入触发信号达到一定值时，输出电平发生 变化，即由一个稳态转换到另一稳态，因而称其为电平触发电
第8章 脉冲单元电路
图8-8 施密特触发器用作光控开关
第8章 脉冲单元电路
8.3 多 谐 振 荡 器
8.3.1 1. TTL与非门构成的多谐振荡器 1) 图8-9所示为电容正反馈多谐振荡器，它由两级与非门和
电容C
第8章 脉冲单元电路
图8-9 多谐振荡器
第8章 脉冲单元电路
2) 多谐振荡器的工作，主要依靠电容C的充放电，通过引起 电压Ud的变化来完成其功能。当Ub为低电平，Ua为高电平时， 称为第一暂态；当Ub为高电平，Ua为低电平时，称为第二暂态。 设起始为第一暂态，这时Ua通过门电路的内阻R0和电阻R1对电 容C充电，工作波形如图8-9所示。随着电容C的充电, 电压Ud 不断上升。 当Ud上升到Ud>VT=1.4 V时（其中VT为门限电压) ，Ud为 高电平，电路发生翻转。Ua由原来的高电平变为低电平，Ub由
(3) 555定时器构成的施密特触发器用作光控开关。 图8-8所示电路为555定时器构成的施密特触发器用作光 控开关的电路图。图中的RL为光敏电阻，有光照时电阻值小， 无光照时阻值大。有光照时，电路设计（选取合适的可变电阻 值) 使得Ui<1/3VCC，输出Uo为高电平，继电器J不动作; 无光 照时，光敏电阻大，电路设计使得Ui>2/3VCC，输出Uo为低电平， 继电器J吸合,
微机原理ch8
及其应用可编程计数器//定时器8253及其应用第八章可编程计数器主要内容§8-1 引言§8-2 8253的工作原理§8-2 8253的应用举例引言1 引言§8-1引言在微型计算机系统中，常需要用到定时功能。
例如：（1）按一定的时间间隔对动态RAM进行刷新；（2）扬声器的发声；（3）在计算机实时控制和处理系统中，按一定的采样周期对处理对象进行采样，或定时检测某些参数；（4）对外部事件进行计数。
这些情况下都需要用到定时信号，实现定时功能主要有三种方法：1、软件定时最简单的定时方法，完全由软件编程来控制改变定时时间，方便且节省费用；但CPU的利用率低，不通用。
2、不可编程的硬件定时使用不可编程器件设计数字电路实现计数或定时，但必须视要求改变电路参数，可以在一定的范围内改变定时时间。
在硬件已连接好的情况下，定时时间和范围就不能由程序来控制和改变，定时精度不高。
如：555及74LS190。
3、可编程的硬件定时可编程定时器/计数器电路利用硬件电路和中断方法控制定时，定时时间和范围完全由软件来确定和改变，并由微处理器的时钟信号提供时间基准，计时精确稳定。
与CPU并行工作，不占用CPU时间，应用比较广泛，如8253，8254。
§8-2 8253的工作原理一、8253的性能指标Intel 8253就是一种计数器/定时器芯片，被称为可编程间隔定时器(Programmable Interval Timer，PIT)。
性能指标如下：（1）NMOS，24脚双列直插式封装，+5V电源；（2）包含3个独立的16位计数器，最高计数频率高达2MHz；（3）所有的计数方式，操作方式都通过编程控制。
引脚图如下：二、8253内部结构和功能对照内部结构图，介绍8253内部的各组成部分的功能。
1、数据总线缓冲器是8253与系统数据总线的接口，由8位双向三态缓冲器构成，实现数据的输入和输出，通过编程确定8253的工作方式和时间常数。
ch8讲稿-电路原理教程(第2版)-汪建-清华大学出版社
网络函数=
输出相量 输入相量
.
例
H1(j)=
U. R
U
=
R R+j(L–
1
C
)
+
.
UR
-
.
+ UL -
+.
.
I
R
-U
jL . +
UC-
1
jC
.
H2(j)=
U. L
U
=
jL R+j(L–
1
C
)
说明： 1）对单输入适用
2）关于Z和Y(策动点函数)
3）一般情况下，网络函数是复数，且复模和幅 角都是角频率的函数
2、频率响应
8-1-3 网络函数与频率响应 2、频率响应
H(j) —
H(j) —
RLC串联电路的讨论
+.
+
.
UR
-
.
IR
.
H (j)=
U. R
U
=
R R+j(L–
1C)-U Nhomakorabea.
+ UL -
jL . +
UC-
1
jC
（
Q=
0L R
=01RC
）
.
H (j)=
U. R =
U 1+jQ(
1
0
-
0
)
H(j)
uC=
2
1
0C
Isin(0t–90°)
wC(t)=CI(201C)2 cos20t =LI2cos20t
w(t) = 0= wL(t)+ wC(t) =LI2 (常数)
ch8反馈详解
环路增益计算举例：
图8.11给出了一个跨阻放大器，输入为电流，输出为电压。
VDD
Vt VF
P
RD Vout
C1
Vb
M1 I1
M2 I2
Iin
C2
图 8.11 电压－电流反馈电路
其环路增益计算如下：
方法（1） 环路增益为 M1 放大器开环跨阻 Ro 乘以反馈回 路的反馈函数（或跨导）GmF ，即 RoGmF 。
由系统可得到：Y(s) X (s) Y(s)G(s)H(s) 即
Y (s) H (s) X (s) 1 G(s)H (s)
（8.2）
8.2式为反馈系统闭环增益表达式。对于一般研究对象，可
视 G(s)为益与频率无关得量。此时G(s)可记为反馈系数 。
8.1.1 Properties of Feedback Circuits 增益去敏(Gain Desensitization)， 带宽改进(Bandwidth Modification)， 端口阻抗改变(Terminal Impedence Modification)等.
8.1.3 Sense and Return Mechanics 输出电压与输出电流的检测：
最常见的检测电压和电流的电路如图8.3所示。
Vin
Vout
I out
R2
VF
R1
VF
R1
(a)
(b)
图8.3 输出电压与输出电流检测电路
其中(a)为电压检测电路， (b)为电流检测电路。
检测信号的返回：
检测信号返回的方式分串联（电压）反馈方式和并联（电
电流－电压（电流串联）负反馈放大器的闭环跨导，闭环 输入，输出电阻分别为：
Gm,closed
图8.11给出了一个跨阻放大器，输入为电流，输出为电压。
VDD
Vt VF
P
RD Vout
C1
Vb
M1 I1
M2 I2
Iin
C2
图 8.11 电压－电流反馈电路
其环路增益计算如下：
方法（1） 环路增益为 M1 放大器开环跨阻 Ro 乘以反馈回 路的反馈函数（或跨导）GmF ，即 RoGmF 。
由系统可得到：Y(s) X (s) Y(s)G(s)H(s) 即
Y (s) H (s) X (s) 1 G(s)H (s)
（8.2）
8.2式为反馈系统闭环增益表达式。对于一般研究对象，可
视 G(s)为益与频率无关得量。此时G(s)可记为反馈系数 。
8.1.1 Properties of Feedback Circuits 增益去敏(Gain Desensitization)， 带宽改进(Bandwidth Modification)， 端口阻抗改变(Terminal Impedence Modification)等.
8.1.3 Sense and Return Mechanics 输出电压与输出电流的检测：
最常见的检测电压和电流的电路如图8.3所示。
Vin
Vout
I out
R2
VF
R1
VF
R1
(a)
(b)
图8.3 输出电压与输出电流检测电路
其中(a)为电压检测电路， (b)为电流检测电路。
检测信号的返回：
检测信号返回的方式分串联（电压）反馈方式和并联（电
电流－电压（电流串联）负反馈放大器的闭环跨导，闭环 输入，输出电阻分别为：
Gm,closed
精品课件-数字电子技术-第8章
入端 TR
的电压低于
1 3
VDD 时,A2
输出高电平,使基本
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱRS
触发器翻转,Q＝
1。
第8
2、基本 RS 触发器 由两个或非门 G1、G2 组成。当 R 端置 1 时,触发器置 0,输出端 OUT
为 0；当 S 端置 1 时,触发器置 1,输出端 OUT 为 1。当直接复位端 RD 加
低电平时,不管其它输入状态如何,触发器直接置 0,输出端 OUT 为 0；不使
容元件,就可以很方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特 触发器等脉冲的产生与整形电路。555 还可输出一定功率，可驱动 微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与 仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域都有着广泛的应用。
第8
表8－1 CC7555定时器的逻辑功能表
阈值输入 TH⑥ 触发输入 TR ②
第8
555定时器按内部器件类型可分为双极型（TTL型）和单 极型（CMOS型）。TTL型产品型号的最后3位数码是555或556， CMOS型产品型号的最后4位数码是7555或7556，它们的逻辑功 能和外部引线排列完全相同。555芯片和7555芯片是单定时器， 556芯片和7556芯片是双定时器。TTL型的定时器静态功耗高， 电源电压使用范围为＋5～＋15V；CMOS型的定时器静态功耗 较低，输入阻抗高，电源电压使用范围为＋3～＋18V，且在 大多数的应用场合可以直接代换TTL型的定时器。下面以CMOS 型的CC7555
×
×
2 ＞ 3 VDD
1
1 ＞ 3 VDD
1
2 ＜ 3 VDD
0
1 ＜ 3 VDD
0
2 ＜ 3 VDD
数字电子技术8
2）转换速率（SR） 转换速率是指大信号工作状态下模拟电压的变化率。
3．温度系数
温度系数是指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度 变化产生的变化量，一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃， 输出电压变化的百分数作为温度系数。
8.2 A/D转换器
1.A/D转换的一 般过程
2.取样—保持 电路
4.逐次比较型 A/D转换器
8.2.2 取样—保持电路
1．取样—保持电路的基本形式
如图8-12所示为取样—保持电路的基本形式，其中N沟道MOS 管T为取样开关。
图8-12 取样—保持电路的基本形式
（1）当控制信号vI为高电平时，T导通，输入信号vI经电Ri阻和 T向电容Ch充电。若取 Ri Rf ，则充电结束后 vO vI vC 。 （2）当控制信号返回低电平时，T截止，由于Ch无放电回路， 所以vO的数值被保存下来。但取样过程中需要通过Ri和T向Ch 充电， Ri的数值又不允许取得很小，所以取样速度受到了限制。
倒T形电阻网络D/A转换器电路中， S0 ～ S3为模拟开关，由 输入数码Di 控制；R 和2R 组成电阻解码网络，呈倒T形；运算放 大器A构成求和电路。
（1）当Di 1时，Si 接运放反相输入端（“虚地”），Ii 流入求 和电路。 （2）当Di 0 时，Si 将电阻2R接地。无论模拟开关Si处于何种位 置，与Si相连的2R电阻均等效接“地”（地或虚地）。这样流经 2R电阻的电流与开关位置无关，为确定值。
（1）基准电压稳定性好。 （2）倒T形电阻网络中R和2R电阻的比值精度要高。 （3）每个模拟开关的开关电压降要相等。
8.1.3 权电流型D/A转换器
如图8-4所示为权电流型D/A转换器的电路结构。
图8-4 权电流型D/A转换器的电路结构
数字电子技术数字电子技术基础知识共60页
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
ห้องสมุดไป่ตู้
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
数字电子技术数字电子技术基础知识
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
45、自己的饭量自己知道。——苏联
ห้องสมุดไป่ตู้
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
数字电子技术数字电子技术基础知识
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
数字电子技术章 (8)
测试向量段是可选段， 用于验证逻辑设计的功能。 结束段用于标识一个模块的结束， 它的关键字为end。
第 8 章 可编程逻辑器件
8.1 概
可编程逻辑器件（PLD）是一种标准化、 通用的数字电 路器件， 集门电路、 触发器、 多路选择开关、 三态门等 器件和电路连线于一身。 PLD使用起来灵活方便，可以根据 逻辑设计要求来设定输入与输出之间的关系， 也就是说， PLD是一种由用户配置某种逻辑功能的器件。
第 8 章 可编程逻辑器件 图 8.12 寄存器输出结构
第 8 章 可编程逻辑器件
4. 图8.13是异或输出结构的逻辑图。 这种结构是把与项之 和分成了两部分， 经异或运算后， 在CP的上升沿将异或结 果存入D触发器， 通过OE控制的三态门G6输出。 这样处理后， 它除了具有寄存器输出结构的特征外， 还能实现时序逻辑电 路的保持功能。
第 8 章 可编程逻辑器件
2. 异步I/O 图8.11是异步I/O输出结构的逻辑图。 该图的或门实现7 个与项的逻辑加， 并输出到三态门G3。 它受到与门G2输出 （第一个与项）的控制。 如果编程时使此与项常为0， 即该 与门的所有输入端都接通， 则三态门处于高阻态， 此时， I/O端可作为输入端， G4为输入缓冲器。
第 8 章 可编程逻辑器件
(4) 对GAL写入内容。 键入“2”， 将filename.JED文 件调入缓冲区。 此时， 可以通过观察缓冲区的内容来查看 待编程的GAL16V8的2048（32行×64列， 见图8.17）个可编 程单元的编程情况。 键入“P”， 开始按照缓冲区的内容对 GAL进行编程。
4. （1） GAL16V8的开发是通过编程器和相应的开发软件来 完成的。 （2） 本实训的软件是ABEL编译软件， 其作用是将在 DOS状态下编辑的ABEL源程序翻译为.JED文件， 该文件是编 程器对GAL进行硬件编程所需的数据。 这是实训步骤2）所进 行的工作。
第 8 章 可编程逻辑器件
8.1 概
可编程逻辑器件（PLD）是一种标准化、 通用的数字电 路器件， 集门电路、 触发器、 多路选择开关、 三态门等 器件和电路连线于一身。 PLD使用起来灵活方便，可以根据 逻辑设计要求来设定输入与输出之间的关系， 也就是说， PLD是一种由用户配置某种逻辑功能的器件。
第 8 章 可编程逻辑器件 图 8.12 寄存器输出结构
第 8 章 可编程逻辑器件
4. 图8.13是异或输出结构的逻辑图。 这种结构是把与项之 和分成了两部分， 经异或运算后， 在CP的上升沿将异或结 果存入D触发器， 通过OE控制的三态门G6输出。 这样处理后， 它除了具有寄存器输出结构的特征外， 还能实现时序逻辑电 路的保持功能。
第 8 章 可编程逻辑器件
2. 异步I/O 图8.11是异步I/O输出结构的逻辑图。 该图的或门实现7 个与项的逻辑加， 并输出到三态门G3。 它受到与门G2输出 （第一个与项）的控制。 如果编程时使此与项常为0， 即该 与门的所有输入端都接通， 则三态门处于高阻态， 此时， I/O端可作为输入端， G4为输入缓冲器。
第 8 章 可编程逻辑器件
(4) 对GAL写入内容。 键入“2”， 将filename.JED文 件调入缓冲区。 此时， 可以通过观察缓冲区的内容来查看 待编程的GAL16V8的2048（32行×64列， 见图8.17）个可编 程单元的编程情况。 键入“P”， 开始按照缓冲区的内容对 GAL进行编程。
4. （1） GAL16V8的开发是通过编程器和相应的开发软件来 完成的。 （2） 本实训的软件是ABEL编译软件， 其作用是将在 DOS状态下编辑的ABEL源程序翻译为.JED文件， 该文件是编 程器对GAL进行硬件编程所需的数据。 这是实训步骤2）所进 行的工作。
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河北工程大学 信电学9院
9
数字电子技术 （3）输入输出控制电路
I/O
G1 D G2
D
G4 R/W &
G3
&
CS
G5
在CS=0时： 当R/W=0时G1和G2打开， G3处于高阻状态，写入 数据；当R/W=1时G3打开，G1和G2处于高阻状态，读出数据。
在CS=1时： G1、G2和 G3处于高阻状态，不工作。
2020/6/16
河北工程大学 信电学2院
2
数字电子技术
8.1 随机存取存储器(RAM)
读写存储器又称随机存储器。 读写存储器的特点是：在工作过程中，既可从存储器的任意 单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称 为随机存储器，简称 RAM 。 RAM 按功能可分为 静态、动态两类；
RAM 按所用器件又可分为双极型和 MOS型两种。
(二) 字扩展
2020/6/16
河北工程大学 信电学14院
14
数字电子技术
8.2 只读存储器（ROM）
掩模 ROM
分类 可编程 ROM（PROM — Programmable ROM）
可擦除可编程 ROM（EPROM — Erasable PROM）
说明:
掩模 ROM 生产过程中在掩模板控制下写入，内容固定， 不能更改
1
数字电子技术 按制造工艺来分： 半导体存储器
双极型
对存储器的操作通常分为两类：
MOS型
写——即把信息存入存储器的过程。
读——即从存储器中取出信息的过程。
两个重要技术指标： 存储容量—存储器能存放二值信息的多少。单位是位或 比特（bit）。1K=210=1024，1M=210K=220。
存储时间—存储器读出（或写入）数据的时间。一般用 读（或写）周期来表示。
8线 — 256线 D13D02D11D00
缺点: n 位地址输入的
译码器,需要 2n 条 输出线。
2020/6/16
二元地址译码
A1 0 AA0...12
X0 行 X1 译
码
A03 器 X15
4线 —16线
Dout
Y0Y1… Y15 列译码器
1A4 0A5…A6 A0 7
8 位地址输入的 地址译码器,只有 32 条输出线。
河北工程大学 信电学8院
8
数字电子技术
[例] 1024 1 存储器矩阵
2020/6/16
10 根地址线 — 2n (1024)个地址
25 (32) 根行选择线 25 (32)根列选择线
1024 个字排列成 — 32 32 矩阵
当 X0 = 1，Y0 = 1时， 对 0-0 单元读(写) 当X31 = 1，Y31= 1时， 对 31-31 单元读(写)
PROM 内容可由用户编好后写入，一经写入不能更改 紫外光擦除（约二十分钟）
EPROM 存储数据可以更改，但改写麻烦，工作时只读
EEPROM 或 E2PROM 电擦除（几十毫秒）
④让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次读河出北结工束程。大学 信电学11院
2020/6/16
11
数字电子技术
写操作过程及时序图
tWC
ADD
写入单元的地址
CS
R/W I/O
tWP
tAS
tWR
写入数据
tDW
tDH
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS；
③将待写入的数据加到I/O端；
…
OI00
I/ O
1024×1(0)
AA01 A0A1 …A9R/WCS . .
A9
R /01W 0CS
2020/6/16
IO11
I/ O
1024×1(1) …
IO77 D0D7
I/ O
1024×1(7)
A0A1…A9 R/WCS
A0A1…A9 R/WCS
河北工程大学 信电学13院
13
数字电子技术
A6
A7
储单元
8列
32行
A4
X0
A3
行 X1 地
A2
址 译
A1 码
A0
器 X31
列地址译码器
Y0Y1Biblioteka Y7基本单元字单元
2020/6/16
河北工程大学 信电学7院
7
… … … …
数字电子技术 （2）地址译码
一元地址译码
AA10...01
W0 译 W1 码
0011 1010
A07
器 W256 0 1 1 1
数字电子技术
一、概述
半导体存储器是一种能存储大量二值数字信息的大规 模集成电路，是现代数字系统特别是计算机中的重要组成
部分。
按存取方式来分： ROM
固定ROM（又称掩膜ROM） PROM EPROM
半导体存储器
可编程ROM
E2PROM 快闪存储器
2020/6/16
SRAM
RAM DRAM
河北工程大学 信电学1院
5
数字电子技术
2、RAM 的结构
地 址 码 输 入 片CS选 读R/写/ 控W制 输I入//输O 出
2020/6/16
… …
地
址
译
存储矩阵
码
器
读/写 控制器
河北工程大学 信电学6院
6
数字电子技术
（1） 存储矩阵
256(字)×4(位)RAM存储矩阵
256×4=1024=2 10 =1K个基本存
A5
2020/6/16
河北工程大学 信电学3院
3
数字电子技术 8.1.1 RAM的电路结构与工作原理
1. RAM存储单元
Xi
（行选择线）
六
T3
管
位
静 态
线 B
T5 T1
存
储
单
元
T7
VDD
VGG
T4
T2 T6
存储 单元
位 线 B
T8
D
（数据线I/O）
（列选Yi择线）
D
（数据线I/O）
河北工程大学 信电学4院
④在R/W线上加低电平，进入写工作状态；
⑤让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次写入结束。
河北工程大学 信电学12院
2020/6/16
12
数字电子技术
8.1.2 RAM 容量的扩展 (一) 位扩展 地址线、读/写控制线、片选线并联 输入/ 输出线分开使用
如：用 8 片 1024 1 位 RAM 扩展为 1024 8 位 RAM
2020/6/16
4
数字电子技术
Xi
（行选择线）
“写”
T1
三
位 线
C
管 写入
动 刷新
态 存 储
控制 电路
单
≥1 G3
G1 ＆
＆ G2
元
R/W
（读写控制端） T4
T2 T3 VCC
R
存储 单元
“读” 位 线
T5
2020/6/16
（数据D输I入） （列选Y择i 线河）（北工数程据大D输学o 信出电）学5院
2020/6/16
河北工程大学 信电学10院
10
数字电子技术
3. RAM的操作与定时
读操作过程及时序图
tRC
读周期
ADD(地址) CS
I/O
地址存取时间
读出单元的地址
tACS
片选最小时间
tAA
输出数据
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS； ③在R/W线上加高电平，经过一段延时后，所选择单元的内容出现在I/O端；
9
数字电子技术 （3）输入输出控制电路
I/O
G1 D G2
D
G4 R/W &
G3
&
CS
G5
在CS=0时： 当R/W=0时G1和G2打开， G3处于高阻状态，写入 数据；当R/W=1时G3打开，G1和G2处于高阻状态，读出数据。
在CS=1时： G1、G2和 G3处于高阻状态，不工作。
2020/6/16
河北工程大学 信电学2院
2
数字电子技术
8.1 随机存取存储器(RAM)
读写存储器又称随机存储器。 读写存储器的特点是：在工作过程中，既可从存储器的任意 单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称 为随机存储器，简称 RAM 。 RAM 按功能可分为 静态、动态两类；
RAM 按所用器件又可分为双极型和 MOS型两种。
(二) 字扩展
2020/6/16
河北工程大学 信电学14院
14
数字电子技术
8.2 只读存储器（ROM）
掩模 ROM
分类 可编程 ROM（PROM — Programmable ROM）
可擦除可编程 ROM（EPROM — Erasable PROM）
说明:
掩模 ROM 生产过程中在掩模板控制下写入，内容固定， 不能更改
1
数字电子技术 按制造工艺来分： 半导体存储器
双极型
对存储器的操作通常分为两类：
MOS型
写——即把信息存入存储器的过程。
读——即从存储器中取出信息的过程。
两个重要技术指标： 存储容量—存储器能存放二值信息的多少。单位是位或 比特（bit）。1K=210=1024，1M=210K=220。
存储时间—存储器读出（或写入）数据的时间。一般用 读（或写）周期来表示。
8线 — 256线 D13D02D11D00
缺点: n 位地址输入的
译码器,需要 2n 条 输出线。
2020/6/16
二元地址译码
A1 0 AA0...12
X0 行 X1 译
码
A03 器 X15
4线 —16线
Dout
Y0Y1… Y15 列译码器
1A4 0A5…A6 A0 7
8 位地址输入的 地址译码器,只有 32 条输出线。
河北工程大学 信电学8院
8
数字电子技术
[例] 1024 1 存储器矩阵
2020/6/16
10 根地址线 — 2n (1024)个地址
25 (32) 根行选择线 25 (32)根列选择线
1024 个字排列成 — 32 32 矩阵
当 X0 = 1，Y0 = 1时， 对 0-0 单元读(写) 当X31 = 1，Y31= 1时， 对 31-31 单元读(写)
PROM 内容可由用户编好后写入，一经写入不能更改 紫外光擦除（约二十分钟）
EPROM 存储数据可以更改，但改写麻烦，工作时只读
EEPROM 或 E2PROM 电擦除（几十毫秒）
④让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次读河出北结工束程。大学 信电学11院
2020/6/16
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数字电子技术
写操作过程及时序图
tWC
ADD
写入单元的地址
CS
R/W I/O
tWP
tAS
tWR
写入数据
tDW
tDH
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS；
③将待写入的数据加到I/O端；
…
OI00
I/ O
1024×1(0)
AA01 A0A1 …A9R/WCS . .
A9
R /01W 0CS
2020/6/16
IO11
I/ O
1024×1(1) …
IO77 D0D7
I/ O
1024×1(7)
A0A1…A9 R/WCS
A0A1…A9 R/WCS
河北工程大学 信电学13院
13
数字电子技术
A6
A7
储单元
8列
32行
A4
X0
A3
行 X1 地
A2
址 译
A1 码
A0
器 X31
列地址译码器
Y0Y1Biblioteka Y7基本单元字单元
2020/6/16
河北工程大学 信电学7院
7
… … … …
数字电子技术 （2）地址译码
一元地址译码
AA10...01
W0 译 W1 码
0011 1010
A07
器 W256 0 1 1 1
数字电子技术
一、概述
半导体存储器是一种能存储大量二值数字信息的大规 模集成电路，是现代数字系统特别是计算机中的重要组成
部分。
按存取方式来分： ROM
固定ROM（又称掩膜ROM） PROM EPROM
半导体存储器
可编程ROM
E2PROM 快闪存储器
2020/6/16
SRAM
RAM DRAM
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2、RAM 的结构
地 址 码 输 入 片CS选 读R/写/ 控W制 输I入//输O 出
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… …
地
址
译
存储矩阵
码
器
读/写 控制器
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（1） 存储矩阵
256(字)×4(位)RAM存储矩阵
256×4=1024=2 10 =1K个基本存
A5
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数字电子技术 8.1.1 RAM的电路结构与工作原理
1. RAM存储单元
Xi
（行选择线）
六
T3
管
位
静 态
线 B
T5 T1
存
储
单
元
T7
VDD
VGG
T4
T2 T6
存储 单元
位 线 B
T8
D
（数据线I/O）
（列选Yi择线）
D
（数据线I/O）
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④在R/W线上加低电平，进入写工作状态；
⑤让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次写入结束。
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数字电子技术
8.1.2 RAM 容量的扩展 (一) 位扩展 地址线、读/写控制线、片选线并联 输入/ 输出线分开使用
如：用 8 片 1024 1 位 RAM 扩展为 1024 8 位 RAM
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数字电子技术
Xi
（行选择线）
“写”
T1
三
位 线
C
管 写入
动 刷新
态 存 储
控制 电路
单
≥1 G3
G1 ＆
＆ G2
元
R/W
（读写控制端） T4
T2 T3 VCC
R
存储 单元
“读” 位 线
T5
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（数据D输I入） （列选Y择i 线河）（北工数程据大D输学o 信出电）学5院
2020/6/16
河北工程大学 信电学10院
10
数字电子技术
3. RAM的操作与定时
读操作过程及时序图
tRC
读周期
ADD(地址) CS
I/O
地址存取时间
读出单元的地址
tACS
片选最小时间
tAA
输出数据
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS； ③在R/W线上加高电平，经过一段延时后，所选择单元的内容出现在I/O端；