嵌入式外围设备

图4-9 EPROM结构与工作原理
4.2 存储设备
图(c):紫外线擦除
紫外线通过石英窗 直接照射 栅极的电子又通过 绝缘体回到N通道， 为防自然光照射，石英 窗上粘贴上反光胶布 EPROM又可被重新规划
图4-10 EPROM的外观
图4-9 EPROM结构与工作原理
4.2 存储设备
特点 一种只读存储器 电可编程 紫外线擦除 适合少量生产或是产品开发调试实验
种类 SRAM DRAM
4.2 存储设备
(1) SRAM (静态随机存取存储器 ) 内部结构 由正反器电路组成 S=1、R=0时,输出Q =1 S=0、R=1时,输出Q =0 每一位存储单元电路 需要6个晶体管
图4-3 SRAM结构
4.2 存储设备
特点 数据存取速度较快 比较容易和处理器制造在同一个芯片中 数据不需实时刷新 但成本较高
使用 一些嵌入式处理器(如S3C2410处理器 )芯片 内部集成了实时时钟单元； 未集成时，则需要外扩实时时钟芯片 外围电路：典型的只需要一个高精度的晶振
4.2 存储设备
功能 提供执行程序和存储数据所需空间
种类 RAM和ROM两种
特点 半导体器件而非磁质材料 具有密度大、体积小、访问速度快、性能可靠、 使用寿命长的优点，适合于嵌入式应用领域
4.3.1 小型键盘
结构：矩阵键盘
16个按键接至4条行输出XO～X3和4条列输入YO～
Y3上
节省I/O端口资源
图4-12 键盘与键盘控制器电路工作原理示意图
4.3.1 小型键盘
工作原理 键盘控制器 扫描按键输入(逐行输出，逐列检测) 译码 消抖 按键值存放在寄存器中 嵌入式处理器： Polling或Key管脚Interrupt方式检测 CS 管脚使能 从DIO管脚依次读取
常用来制作扩充记忆卡，如 CF(Compact Flash Card)存储卡、SD (Secure Digital Card)卡、MS (Memory Stick)卡、SMC(Smart-Media Card)卡 等
4.3 输入设备
小型键盘 触摸屏
Fra Baidu bibliotek
4.3.1 小型键盘
功能 嵌入式系统的一种常用输入设备 例如：收款机系统 由几个简单的数字键和功能键组成 。
4.2 存储设备
(2) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory )
内部结构 与EPROM类似，具有浮动栅极 与EPROM不同，源极、漏极、浮动栅极、P型基 底接上不同的电压进行写入、擦除和读出
见下图4-11
4.2 存储设备
① NOR型闪存 读取动作与RAM 类似，可直接某个内存空间进行 方便的读取操作 成本较高 每个内存单元 (cell) 的面积比较大，因此存储容量较 小
4.2 存储设备
② NAND型闪存
必须通过 I/O 指令的方式进行读取，因此须通过驱 动程序来读取
成本较低
每个内存单元面积较小，因此存储容量较大
4.3.2 触摸屏
功能 在液晶屏上叠加一片触摸屏，用触控笔或手指头 直接点选按键或输入文字 轻薄短小，便于携带，使用方便 注：触摸屏与LCD的分辨率和坐标系一般不同， 因此触摸屏的位置需要在程序中进行转换变为 LCD 坐标系中的位置
第4章 嵌入式系统的外围设备
4.1 实时时钟 4.2 存储设备 4.3 输入设备 4.4 输出设备 4.5 外设接口 4.6 通讯接口 4.7 本章小结 习题
4.1 实时时钟
功能 提供可靠的时钟信息，包括时分秒和年月日 即使系统处于关机或停电状态，实时时钟通 过后备电池供电也能正常继续工作
图4-11 EEPROM结构与工作原理
4.2 存储设备
特点 与EPROM类似，电可编程 与EPROM不同，电可擦除 省去了EPROM擦除需照射紫外线的烦琐程序 针对每个存储单元进行擦除操作 擦除次数达到一万次以上 EEPROM的使用比EPROM更普遍
4.2 存储设备
(3) Flash Memory (闪存)
内部结构 是EEPROM 的延伸产品，也采用浮动栅极原理 但其浮动栅极与通道间的距离较短
特点
数据写入速度快（因为浮动栅极与通道间的距离比 较短），故得名“闪存”
可以一大块数据直接进行清除，使用方便
例：PDA中作为程序存储器，操作系统版本的 升级和改变只需重写Flash
4.2 存储设备
种类 NOR 型 Flash NAND 型 Flash
4.2 存储设备
2.ROM (Read-Only Memory) 内部结构 存储数据方式利用可规划式接线的短路或断路 来实现，具体接线的规划方式由ROM的类型决 定 使能线 + 地址线
图4-5 ROM结构示意图
4.2 存储设备
特点 数据可以读取,但不能任意更改 掉电情况下数据不会丢失 程序可存放在ROM中
4.2 存储设备
1.RAM (Random Access Memory) 内部结构：4×4 RAM 每个内存单元存储一个位（Bit）的数据 使能线+地址线 ＋rd/wr线控制
图4-2 RAM内部结构
4.2 存储设备
特点 可读可写，读取和写入一样快速 上电数据保存，掉电数据丢失 作为内存使用。
4.2 存储设备
(2) DRAM (动态随机存取存储器)
内部结构 存储单元由一个电 容和一个晶体管组成 解码线使晶体管导通后， 通过 rd/wr 线读取电容 电压，或者对电容充放电 电容漏电， 15.625微秒充电一次
图4-4 DRAM结构
4.2 存储设备
特点 容量较大，约是 SRAM 的4倍 成本低 但由于电容的充放电原因，数据需要进行实 时刷新操作
种类 EPROM，EEPROM Flash
4.2 存储设备
(1) EPROM (Erasable ProgramEnable Read-Only Memory)
4.2 存储设备
内部结构
图(a) 使用金氧半导体
(MOS) 具有浮动栅极
图(b):电可编程
栅极正电压使电子经 绝缘体层到达栅极 栅极被充电后，源-漏 极间为截止状态,形成 断路，逻辑输出为0； 相反，逻辑输出为1