数字电子技术基础课件 第7章-2
(数字电子技术)第7章数模与模数转换
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概述 7.2 数/模转换 7.3 模/数转换 7.4 本章小结 7.5 例题精选 7.6 自我检测题
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概 述
随着以数字计算机为代表的各种数字系统的广泛普及和 应用,模拟信号和数字信号的转换已成为电子技术中不可或 缺的重要组成部分。数/模转换指的是把数字信号转换成相 应的模拟信号,简称D/A转换,同时将实现该转换的电路称 为D/A转换器,简称DAC;模/数转换指的是把模拟信号转 换为数字信号,简称A/D转换,并将实现该转换的电路称为 A/D转换器,简称ADC。
当Rf=R时
uo=
uR 2n
n-1
di zi
i= 0
由上式可以看出,此电路完成了从数字量到模拟量的转 换,并且输出模拟电压正比于数字量的输入。
第7章 数/模与模/数转换
2. 集成DAC电路AD7524 AD7524(CB7520)是采用倒T型电阻网络的8位并行D/A 转换器,功耗为20 mW,供电电压UDD为5~15 V。 AD7524典型实用电路如图7.2.5所示。
第7章 数/模与模/数转换
7.3.4 常见的ADC电路
1. 逐次逼近型ADC 逐次逼近型ADC是按串行方式工作的,即转换器输出 的各位数码是逐位形成的。图7.3.6为原理框图,该电路由电 压比较器、逻辑控制器、D/A转换器、逐次逼近寄存器等组 成。
第7章 数/模与模/数转换
图 7.3.6 பைடு நூலகம்次逼近型ADC原理图
第7章 数/模与模/数转换
(2) 四舍五入法:取最小量化单位Δ=2Um/(2n-1-1), 量化时将0~Δ/2之间的模拟电压归并到0·Δ,把Δ/2~3·Δ/2之 间的模拟电压归并到1·Δ,依此类推,最大量化误差为Δ/2。 例如,需要把0~+1 V之间的模拟电压信号转换为3位二进制 代码,这时可取Δ=(2/15)V,那么0~(1/15)V之间的电压就 归并到0·Δ,用二进制数000表示;数值在(1/15)~(3/15)V之 间的电压归并到1·Δ,用二进制数001表示,并依此类推,如 图7.3.5(b)
精品课件-数字电子技术-第7章
(D3 23 +D2
22
+D121+D0 20 )
(7.1.2)
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
对于n位输入的权电阻网络D/A转换器, 当负反馈电阻取 为R/2时, 输出电压为
vO
=
VREF 2n
(Dn1 2n1 +Dn2 2n2 + …
+D121+D0 20 )
=
VREF 2n
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
7.1 D/A转换器 7.2 A/D转换器 7.3 集成D/A转换器Multisim 10仿真实验 实验与实训 本章小结 习题
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
7.1 D/A 7.1.1 权电阻网络D/A
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
由图7.1.2所示电路还可以看出, 由于工作在线性反相 输入状态的运算放大电器的反相输入端相当于接地(虚地), 所以无论模拟开关Si合于何种位置, 与Si相连的倒T型2R电阻 支路从效果上看总是接“地”的, 即流经每条倒T型2R电阻 支路的电流与模拟开关Si的状态无关; 从R—2R倒T型电阻网 络的A、 D、 C、 D每个节点向左看, 每个二端网络的等效 电阻均为R, 故从基准电压UREF输出的电流恒为I=UREF/R, 而流经倒T型2R电阻支路的电流从高位到低位按2的负整数幂 递减, 从右到左分别为I3=I/2, I2=I/4, I1=I/8 , I0=I/16。
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
由图7.1.2所示电路, 有
iΣ =I3 +I2 +I1+I0
数字电子技术基础(四版)课件
A BY
0 00 0 11 1 01 1 11
4 、 或逻辑符号
A ≥1 Y B
5、或逻辑运算 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=1
三、 非运算
1 、非逻辑定义
条件具备时,事件不能发生;条件不具备时事件一定 发生。这种决定事件的因果关系称为“非逻辑关系”。
2、非逻辑真值表 AY 01 10
1.7.1 逻函的标准形式
逻函有两种标准表达形式,即最小项和最大项表达形式, 这里主要介绍最小项表达形式。
一、最小项
定义: 设某逻函有n个变量,m是n个变量的一个乘积 项,若m中每个变量以原变量或反变量的形式出现一次且只出 现一次,则m称为这个逻函的一个最小项。
如:Y(A、B、C、D)=ABCD+ABCD+ABC
7
0111 1010 0111 1101 1100 1111
8
1000 1011 1110 1110 1101 1110
9
1001 1100 1111 1111 1111 1010
权
8421
2421 2421 5211
1.2 逻辑代数中的三种基本运算
逻辑代数(布尔代数) 用来解决数字逻辑电路的分析与设计问题。
5 、 非逻辑运算
3 、非逻辑函数式 Y = A 4、 非逻辑符号 A 1 Y
0=1
1=0
四、 几种最常见的复合逻辑运算
1 、 与非 Y=A B A &Y B
ABY
0 01 0 11 1 01 1 10
3 、 同或
Y= AB+A B =A⊙B
A
Y
B
A BY
精品课件-数字电子技术-第7章
第7章 集成逻辑门电路简介
7.4 已知电路和输入信号的波形如图7.12所示,信号 的重复频率为1 MHz,每个门的平均延迟时间tpd=20 ns,试 画出:(1) 不考虑tpd影响时的波形;(2) 考虑tpd影响
第7章 集成逻辑门电路简介
图7.12 题7.4图
第7章 集成逻辑门电路简介
7.5 电路如图7.13所示。(1) 分别写出Y1、Y2、Y3、 Y4的逻辑函数表达式;(2) 若已知A、B、C的波形,试分别 画出Y1、Y2、Y3、Y4
(4) DE段。当UI≥1.4 V时,V2、V5饱和,V4截止,输 出为低电平, 与非门处于饱和状态, 所以把DE段称为饱和
第7章 集成逻辑门电路简介
4. (1) 输出高电平UOH和输出低电平UOL。电压传输特性 曲线截止区的输出电压为UOH,饱和区的输出电压为UOL。 一般产品规定UOH≥2.4 V,UOL<0.4 V (2) 阈值电压Uth。电压传输特性曲线转折区中点所 对应的输入电压为Uth,也称门槛电压。一般TTL与非门的 Uth≈1.4 V
Y=Y1·Y2
第7章 集成逻辑门电路简介
图7.4 实现“线与”功能的电路
第7章 集成逻辑门电路简介
但是普通TTL逻辑门的输出端是不允许直接相连的,如 图7.5所示电路:设门1的输出为高电平(Y1=1), 门2的输 出为低电平(Y2=0),此时门1的V4管和门2的V5管均饱和导通, 这样在电源UCC的作用下将产生很大的电流流过V4、V5管使V4、 V5
第7章 集成逻辑门电路简介
(3) 关门电平UOFF和开门电平UON。保证输出电平为 额定高电平(2.7 V左右)时,允许输入低电平的最大值, 称为关门电平UOFF。通常UOFF≈1 V , 一般产品要求 UOFF≥0.8 V。 保证输出电平达到额定低电平(0.3 V)时, 允许输入高电平的最小值,称为开门电平UON。通常 UON≈1.4 V,一般产品要求UON≤1.8 V
数字电子技术基础 周良权 3版 第7章
第7章 数/模和模/数转换器7.1 二 模拟电压 7.2 R7.3 REF 1082VN -⨯7.4 c 7.5 a 7.6 b 7.7 × 7.8 √ 7.9 √7.10 A/D 转换器电子产品有电子秤、数字式电压表、数字式电子温度计、数字式血压计等;D/A 转换器电子产品有VCD 播放机、DVD 播放机、MP3音乐播放机、数字电视机等.7.11 单极性输出电压计算公式为式REF O 1010(7.2.8):2Vu N =-⋅,双极性输出电压为式()B O REF (7.2.10):1024N u V =⋅补.211027C(H)21671612(636)=⨯+⨯+=211006F(H)01661615(111)=⨯+⨯+= 21101BD(H)=116111613(445)⨯+⨯+=补码最高位为1,为负数;最高位为0为正数即为原码[]2181010(27C(H))07C(H)1(182)(1168162)(386)=-+=-=-⨯+⨯+=-补反()()21101006F(H)01661615(111)=⨯+⨯+=补 ()()2110101BD(H)=116111613(445)⨯+⨯+=补单极性输出电压:O 1027C(H):636 6.21V 1024u =-⨯=- O 1006F(H):111 1.084V 1024u =-⨯=-O 101BD(H):445 4.346V 1024u =-⨯=-双极性输出电压:O 386(27C(H)):10 3.77V 1024u -=⨯=-补()O 11106F(H):10 1.084V 1024u =⨯=补 ()O 4451BD(H):10 4.346V 1024u =⨯=补 7.12 (1)在2°R 支路上电流为1REF REF n 111222n n n V V I D R R ----==⋅ 依次可得各电阻支路上电流为2REF REF 221222n n n n V V I D R R ----==⋅3REF REF 3321222n n n n V V I D R R----==⋅⋅1REF 11122n V I D R -=⋅⋅0REF 00122n V I D R -=⋅⋅流向运算反相端的总电流为1REFN i B B 10,2n n i V I I N N R--====∑⋅2°11o 1122n n D D D --+++⋅ 故O N f u I R =-⋅(2)当REF f 110V,2V R R =+=,位数为n =8时,输入数码为D9(H ) 其10B 101316916(217)N =⨯+⨯=故O 1810V 110V 10V2172172178.47V 225622n u R R -=-=-⨯=-⨯=-⋅分辨率为:REF 81110V =0.039V =39mV 2562V =⨯绝对精度为:1110VLSB =0.0195V =19.5mV 22256±±=±±7.13 (1)设D 9~D 0的10位二进制数对应的十进制数值N B 则REFB O1B B 10B ,2V V I N I R R==⋅()REFB O O1B f B f 10B 2V V u I I R N R R R ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭⋅⋅,而R B =10k Ω(2)当D 9~D 0为全1时,要求O 5V u =-则10REF B O 10B (21)105V 210V V u R ⎡⎤=--+⨯=-⎢⎥⨯⎣⎦ ①R 为AD7520内的等效电阻10k Ω当D 9~D 0为全0,要求O 5V u =+°则REF B O 100105V 10210VV u ⎛⎫=-⨯+=+ ⎪⨯⎝⎭⋅ ②由式②B 105V 10V-⨯=+,故B 5V V =-,代入①得()10REF 10521105V 10210V-⎡⎤--+=-⎢⎥⨯⎣⎦⋅⋅,解得REF 10V V ≈+因而()REF 9REF REF O B B 101012102V 102102V V V u N N ⎛⎫- ⎪=-+⨯=-- ⎪⨯ ⎪⎝⎭⋅输入数码与O u 极性及数位如下表所示B 补补210作为单极性输出电路的输入代码,代入式(7.2.8)REF O110(380)380 3.711V 10241024V u =-=-⨯=-⋅再按照电路图7.2.5可计算出双极性输出电压o1REF O f 11 3.7111010 1.289V 210210u V u R R R ⎛⎫-⎛⎫=-+=-+⨯=- ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⋅(2)当(N B )补为17C(H)=(010*******)补,最高位取反后,为210(1101111100)(892)=作为单极性输出电路的输入代码,代入式(7.2.8)REF O1B 108928.711V 10241024V u N =-=-⨯=-再按电路图7.2.5可计算出双极性输出电压为o1REF O f 118.7111010 3.711V 210210u V u R R R ⎛⎫-⎛⎫=-+=-+⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⋅上述结果与[例2.2.2]计算结果相同. 7.15 根据图题7.15电路可知REF O B B B 1010101010222V u N N N -=-=-=⋅ 而54LS192为可逆十进制计数器,即当Q 3Q 2Q 1Q 0为全0时,或非门出1,使D 触发器Q 翻转一次,若Q 为1,则CP U 有时钟脉冲信号,而CP D =1,LS192进行加法计数,而AD7520的D 3D 2D 1D 0由0000~1001逐步递增变化,当由1001变为0000时,D 触发器又翻转一次使Q =0,使可逆计数器CP U =1,而CP D 有时钟脉冲信号,执行减法计数,由1001~0000逐步递减变化计数. 而O u 值根据D 3~D 0的数码每变化递增或递减一位,输出O u 变化值为REF 101019.765mVV ⨯==的级差.其u O 输出模拟电压与数码关系如下表所示 其输出u O 的波形如图题解7.15所示.图题解7.157.16 (1)()O(max)102120000.005n u δ-≥==,故n =11位. (21)n -为n 位全1,即输出满刻度值的输入数码.(2)85V 5V0.0196V =19.6mV 256121==--为分辨率因()8REF 8215V 2V -=,故REF 5V V =. (3)即分辨率121n -≤0.2%故()1215000.002n -≥=. 应取n =9位 7.17 (1)根据图示电路,当被转换的输入模拟电压I u 大于某一个比较器反相输入端的基准电压i u -,则在此比较器的输出oi u 以下均为1,再通过编码器输出,其相应数码为D 2~D 0. 根据电路可列出下式关系:D 2=Q 4、1642642D Q Q Q Q Q Q ==+⋅⋅,07654321D Q Q Q Q Q Q Q =⋅⋅⋅⋅⋅⋅ =7654321Q Q Q Q Q Q Q +++⋅⋅⋅(2)按表题解7.17列出输入电压I u 与寄存器状态和输出数字关系:出电压O 0u >的情况,这时在O 0u >时刻,输出数字量为全0并产生溢出,而比较器输出O 0u =(若比较器用双电源会使O 0u <),则门控G 与非门被封,计数器不再计数. 计数器输出全0. 7.19 (1)当双积分A/D 转换器,计数器为n =10,在n 位计数器Q n =1,其所需时间为cp cp122n n T t f ==⋅,则转换一次最长时间为222n T ⨯=. 当cp 频率cp 120kHz f =,故最长时间为10cp 331204822220.017517ms 1201012010n t ⨯=⨯⨯===⨯⨯⋅ (2)当运放的最大输出电压为om 10V U =±,在最大输入模拟电压I 10V U =+时,运放积分器在第一次积分最大值也为10V -. 因此:()O 1I cp 1210V n u t u t RC=-=-⋅⋅⋅故10I cp 631111*********0.11012010n R u t C -=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅85.3k =Ω (3)由式(7.3.3)可知I REF2nN u V =⋅ 当I 4V u =时,1010224(409.6)(110011001)10N =⨯== 当I 1.5V u =时,101022 1.5(153.6)(10011001)10N =⨯== 7.20 (1)偏移电压REF 44118110.25V 22222V s =⨯=⨯=(2)因量化单480.5V 2s ==则(0.50.25)V 5.9V N ⨯-≤故1025.90.25(12.3)(1100)0.5N +≤==(3)电子输出数字量为4位数,需时钟脉冲周期数2426T n CP =+=+=,而脉冲周期cp 120s20s 6t μ==μ故时钟频率:cp 6cp110.05MHz =50kHz 2010f t -===⨯。
数字电子技术第7章.pdf
即QDQCQBQA=DCBA。
P、T为计数器允许控制端,高电平有效,只有当Cr=LD=1, PT=1,在CP作用下计数器才能正常计数。当P、T中有一个为低 时,各触发器的J、K端均为0,从而使计数器处于保持状态。 P、T的区别是T影响进位输出OC,而P则不影响OC。
第7章 常用集成时序逻辑器件及应用
② 同步清0。计数器在S0~SM-1共M个状态中工作,当计数 器进入SM-1状态时,利用SM-1状态译码产生清0信号并反馈到同 步清0端,要等下一拍时钟来到时,才完成清0动作,使计数器 返回S0。
可见,同步清0没有过渡状态,如图中实线所示。
第7章 常用集成时序逻辑器件及应用
① 异步清0。计数器在S0~SM-1共M个状态中工作,当计数 器进入SM状态时,利用SM状态进行译码产生清0信号并反馈到 异步清0端,使计数器立即返回S0状态。
由 于 是 异 步 清 0 , 只 要 SM 状 态 一 出 现 便 立 即 被 置 成 S0 状 态,因此SM状态只在极短的瞬间出现,通常称它为“过渡态”。 在计数器的稳定状态循环中不包含SM状态。
第7章 常用集成时序逻辑器件及应用
① 同步置0法(前M个状态计数)。 选用S0~SM-1共M个状态计数,计到SM-1时使LD=0,等下一 个CP来到时使状态置0,即返回S0状态。这种方法和同步清0 法 类似,但必须设置预置输入DCBA=0000。 本例中M=7,故选用 0000~0110 共七个状态,计到 0110 时 同步置0,画出其态序表,设计反馈逻辑LD=QCQB,画逻辑图。
第7章 常用集成时序逻辑器件及应用
采用同步置数法:置数法是通 过控制同步置数端LD和预置输入端 DCBA来实现模M计数器。由于置 数状态可在N个状态中任选取,因 此实现的方案很多。
数字电子技术及应用教程第7章 数模与模数转换电路
内容提要:
本章系统地讲述了数字量转换模拟量和模拟量 转换数字量的基本原理以及几种常用典型电路。在 数字模拟转换器中,主要讲解权电阻网络数模转换 与倒 T 形数模转换电路。在模数转换器中,对模数 转换的步骤、取样定理进行详细的说明,然后又介 绍了并行比较型、逐次渐近型和双积分型三种各具 特色的模数转换电路。
7.2.5 集成DAC及其应用举例
常 用 的 集 成 DAC 有 AD7520 、 DAC0832 、 DAC0808 、 DAC1230 、 MC1408 等 , 这 里 仅 对 AD公司生产的AD7520作简要介绍。 如图 7.2.7 所示的电路为 AD7520 组成的锯齿波 发生器,其原理为10位二进制加法计数器从全0加 到全 1 ,电路的模拟输出电压 uo 由 0V 逐渐增加到 最大值。如果计数脉冲不断,则可在电路的输出 端得到周期性的锯齿波。
图7.3.7 积分型ADC的电路原理图
2.工作原理
转换开始前,先将计数器清零,接通S2使电容 C完全放电。转换开始时,断开S2。整个转换过程 分为两个阶段进行。其工作波形如图7.3.8所示。
图7.3.8 双积分型A/D转换器各点工作波形
7.3.5 ADC的转换精度和转换速度 1.ADC的转换精度
如图7.3.5为3位并行比较型A/D转换原理电路, 它由电压比较器、寄存器和优先编码器三部分组成。
图7.3.5 3位并行比较型A/D转换原理电路
7.3.3 逐次渐近型ADC 逐次渐近型A/D转换器属于直接型A/D转换器, 它能把输入的模拟电压直接转换为输出的数字代码。 逐次渐近型A/D转换器框图如图7.3.5所示,它 由控制逻辑电路、寄存器、电压比较器及D/A转换 器组成。
图7.3.10 ADC0809引脚图
精品课件-数字电子技术及应用-第7章
第七章 存储器与可编程逻辑器件
图7-1-2 (a)电路图;(b)字的读出方法
第七章 存储器与可编程逻辑器件
读出数据时,首先输入地址码,并使 EN 0,在数据
输出端 D3 ~ D0 可获得该地址所存储的数据字。例如,在图
7-1-2 中,A1A0 =10 时,字选线 W2=1,而 W0 = W1 = W3 = 0, 字线上的高电平通过接有二极管的位线 Y3、Y2、Y1,使 D3 = D2 = D1 = 1,位线与的交叉处无二极管,故 D0 = 0,结果输出数 据字 D3D2 D1D0 =1110。按此分析,类似可以得到该图输入其 它地址码时的输出,为了更明白地表述读字的方法,可用图 7-1-2(b)表示。
(2)MOS管固定ROM。MOS管固定ROM也是由地址译码器、存 储矩阵和输出电路三部分组成,但它们都是用MOS管构成的。 图7-1-3是4×4位NMOS管固定ROM,即把图7-1-2电路的存 储矩阵中有二极管的位置,都换成了NMOS管(注意:在LSI中, MOS管大都做成源、漏对称结构)。
第七章 存储器与可编程逻辑器件 图7-1-3
第七章 存储器与可编程逻辑器件
输出缓冲器是ROM的数据读出电路,通常用三态门构成, 它不仅可以实现对输出数据的三态控制,方便与系统总线连接, 还可提高存储器的负载能力。
第七章 存储器与可编程逻辑器件 图7-1-1
第七章 存储器与可编程逻辑器件
7.1.2 ROM的编程及分类 1.分类 (1)按制造工艺分:二极管ROM、双极型ROM、MOS型ROM。 (2)按存入方式分:固定ROM和可编程ROM。 (3)可编程ROM细分:一次可编程存储器PROM、光可擦
第七章 存储器与可编程逻辑器件
3)EPROM PROM只能编程一次,所以一旦出错,芯片只好 报废。而EPROM克服了PROM的缺点,它允许对芯片反复改写, 当所存内容需要更新时,可以用特定的方法擦除并重新写入信 息。
数字电子技术基础第7章
7.1.2 脉冲电路的基本分析方法
图 7.1.1 RC开关电路
数字电子技术基础第7章
① 开关转换的一瞬间,电容器上电压不能突变,满足 开关定理UC(0+)=UC(0-)。
② 暂态过程结束后,流过电容器的电流iC(∞)为0,即电 容器相当于开路。
③ 电路的时常数τ=RC, τ决定了暂态时间的长短。根据 三要素公式,可以得到电压(或电流)随时间变化的方程为
放电时间T2各为
因而振荡周期
数字电子技术基础第7章
图7.2.4 占空比可调的多谐振荡器
数字电子技术基础第7章
3) 占空比可调的多谐振荡器 图7.2.3(a)所示多谐振荡器的T1≠T2,而占空比
(即脉冲宽度与周期之比T1/T)是固定不变的。实际
应用中常常需要频率固定而占空比可调,图7.2.4所示的 电路就是占空比可调的多谐振荡器。电容C的充放电通 路分别用二极管V1和V2隔离。RP
输出电压Uo和电容C上电压UC的工作波形如图 7.2.2(b)所示。
数字电子技术基础第7章
2) 输出脉冲宽度TW
输出脉冲宽度TW是暂稳态的停留时间,根据电容C的充 电过程可知:
因而代入式
可得
图7.2.2(a)所示电路对输入触发脉冲的宽度有一定要求, 它必须小于TW。若输入触发脉冲宽度大于TW时,应在U2输 入端加RiCi微分电路。
Ui的触发负脉冲消失后,U2回到高电平,在
期间,RS触发器状态保持不变,因此,Uo 一直保持高电平不变,电路维持在暂稳态。但当电容C上
的电压上升到
时,RS触发器置 0,电路输出
Uo=0,V1导通,此时暂稳态便结束,电路将返回到初始的 稳态。
数字电子技术基础第7章
数字电子技术 7-2施密特触发器
R1 D
当uI=0↑=UTH时,u'I<UTH,电路状态不变
当uI↑↑,u‘I= UTH,G1导,通且与G2正反馈 G1导通、G2截止 此时uO2=UTH。对应的输入电压是UT+,显然UT+>>UTH。
u'I
&
G1
uO1
1 uO2
uO
G2
uO
TTL与非门组成 的施密特触发器
如果忽略u'I= UTH时的G1输入电流,
第7章 脉冲波形的 产生与整形
《数字电子技术》
房国志
施密特触发器
什么是施密特触发器:是波形变换中经常使用的一种电路
用途: 是将边沿变化缓慢的波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲
分类:
门电路构成的施密特触发器 集成电路构成施密特触发器
几个重要特点
共有三类:
六反相器缓冲器 四2输入与非门 双4输入与非门
下限转 换电平
根据定义:
➢
回差电压为:
U T
UT
U T-
R1 R2
U TH
UD
提示:
图中不同 曲线表明
R2为固定 值(1K)时
改变 R2值
可改变回差 电压的大小
uO
1R200 1R500 R1 1k
O
uI
电路的电压传输特性曲线
集成施密特触发器的应用
用于波形变换
uI
利用施密特触发器过程的正反馈作用
O
uO
O
uO
UT+ UT-
t
t
集成施密特触发器的应用
用于脉冲幅度鉴别
将幅度大于UT+的脉冲选出
uI
UT+
精品课件-数字电子技术-第7章
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器的存储容量和存取时间是存储系统性能的两个重要 指标。存储容量指存储器所能存放的信息的多少,存储容量越 大,说明存储器能够存储的信息越多。存储器以字为单位来组 织信息,一个字包含若干个(一般为8个)基本存储单元,一 个字中所含的二进制位数称为字长,每个字都有一个确定的地 址与之对应。存储器的容量一般用字数N同字长M的乘积即 N×M来表示。例如,1 K×8表示该存储器有1024字,每个字 存放8位二进制信息。存取时间一般用读/写周期来描述,读/
第7章 存储器与可编程逻辑器件
11. PC100 SDRAM PC100 SDRAM又称SPD(Serial Presence Detect)内存, 这是专为支持100 MHz主板外频的芯片组相匹配的带有SPD的 新一代内存条。SPD为内存的一种新规范,SPD是在SDRAM内存 上加入一颗很小的EEPROM,可以预先将内存条的各种信息(如 内存块种类、存取时间、容量、速度、工作电压等)写入其中。 电脑启动过程中,系统的BIOS通过系统管理总线把SPD的内容 读入,并自动调整各项设定,以达到最稳定和最优化的效果。
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器是一种能存储二进制信息的器件。计算机系统中的 存储器可分为两类:
一类是用于保存正在处理的指令和数据,CPU可以直接对 它进行访问,这类存储器通常称为主存储器(或内存);
另一类是由能记录信息的装置组成,CPU需要使用其所存 放的信息时,可将信息读入内存。这类存储器通常称为外存储 器或海量(Mass storage)
数字电子技术基础--第七章(第五版)课件PPT
相当存1。
A3 A2
A1
A0
该存储器的容量=?
+V D
存储
D
R
R•••
R R 矩阵
Y0
Y1
•
•
位线
•
Y 14
Y 15
•••
S3 I0
I1
I14
I15
S2 S1
16 线 -1 线 数 据 选 择 器
S0
Y
D0
11
二、可编程ROM(PROM)
有一种可编程序的 ROM ,在出厂时全部存 储 “1”,用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,但是,只能改写一次,称为 PROM。
地
译
址
码
存储矩阵
输
器
入
控制信号输入
( CS 、R/W)
读/写控制电路
图 8.1.4
数据输入/输出
25
(1)地址译码器
译码 单译码 ---n位地址构成 2n 条地址线。若n=10,则有1024条地址线 方式 双译码 --- 将地址分成两部分,分别由行译码器和列译码器共同译码
其输出为存储矩阵的行列选择线,由它们共同确定欲选择 的地址单元。
0111
1
0101
0110
0
0110
0101
1
0110
0100
0
0111
0100
1
0111
0101
0
1000
1100
1
1000
1111
0
1001
1101
1
1001
1110
0
1010
1111
1
1010
数字电子技术第7章脉冲波形的产生与变换简明教程PPT课件
v I' vO1 vO __________________ |
于是电路的状态迅速转换为 vO VOH VDD 。
' 由此可知,输入信号 v I 上升的过程中电路的状态发生转换是在 vI VTH 时,把此 时对应的输入电压值称为上限阈值电压,用 VT 表示。
1
使 v O1 迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不能跃变,所以v I2 也同时跳变到低电平,并 使 vO 跳变为高电平,电路进入暂稳态。这时即使 vd 回到低电平, vO 的高电平仍将维持。 与此同时,电容C开始充电。
③暂稳态维持一段时间后自行回到稳态。随着充电过程的进行, v I2 逐渐上升,当上升到 略高于 VTH 时,又引发另外一个正反馈过程
根据以上分析,电路中各点电压波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度:
t W RC ln VDD 0 RC ln 2 0.69RC VDD VTH
输出脉冲的幅度:
Vm VOH VOL VDD
微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发。在 v I 的脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况 下,电路仍能正常工作,但是输出脉冲的下降沿较差。
根据以上分析,电路中各点电压的波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度:
t W ( R RO )C ln
VOH VOL VTH VOL
式中RO 为反相器 G 1 输出为低电平时的输出电阻。
输出脉冲的幅度:
Vm VOH VOL
积分型单稳态触发器的优点是抗干扰能力较强。它的缺点是输出波形的边沿比较差。 此外,积分型单稳态触发器必须在触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度时才能正常工作。
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第七章
半导体存储器
(第二讲)
三、随机存储器(RAM) ———静态随机存储器 (SRAM) 四、存储器容量的扩展 五、用存储器实现组合逻辑函数
三、随机存储器(RAM) ————静态随机存储器(SRAM)
Hale Waihona Puke 随机存储器也叫随机读写存储器,在RAM工作时,可以随 时从任何一个指定地址读出数据,也可以随时将数据写入任何 一个指定的存储单元中,它最大优点是读写方便、使用灵活。 但是,它也存在数据易失的缺点。分静态RAM和动态RAM,我 们只介绍静态RAM。 动态存储是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理制成的。 由于栅极电容的容量很小,而漏电流又不可能绝对等于零,所 以电荷保存的时间有限。为了及时补充漏掉的 电荷以避免存储 的信号丢失,必须定时地给栅极电容补充电荷,通常把这种操 作叫做刷新或再生。因此必须辅以刷新控制电路。
第七章
一、概述及分类 二、只读存储器(ROM) 1、掩模只读存储器
半导体存储器
2、可编程只读存储器(PROM)
3、可擦除的可编程只读存储器(EPROM) (1) UVEPROM
第1讲
(2) EEPROM
(3) 快闪存储器(Flash Memory) 三、随机存储器(RAM)
静态随机存储器 (SRAM)
例题 试用ROM设计一个八段字符显示的译码器。
D
C B A 译码器
a b c d e f g h
例题 试用ROM产生如下的一组 多输出的逻辑函数
前面学过的知识可有多种实现办法:小规模门电路、用中 规模译码器、用中规模4选1数据选择器、用ROM存储器(大 规模)
小 结
1、随机存储器RAM的特点是快速读写,但需要电信号来 维持0、1信号。 2、RAM分静态和动态,静态一般由6个NMOS管或6个 CMOS管组成一个存储单元,用来读写0或1。 3、对存储器可以进行位扩展和字扩展。 4、用ROM存储器可以实现组合逻辑函数。
1个负责 16位
四、存储容量的扩展 1、 位扩展方式
用8片1024×1位的RAM接成一个1024×8位的RAM。
2、字扩展方式
将4片256×8的RAM接成一个1024×8位RAM
例题
试用4片2114(1024*4)和3-8译码器组成4096*4的RAM
五、用存储器实现组合逻辑函数 将输入地址当做输入逻辑变量,每一个位输出视为 一个组合逻辑函数。地址译码器的输出包含了输入变量 全部最小项,而每一位数据输出又都是若干最小项之和 (或门阵列),因而任何形式的组合逻辑函数均能通过 向ROM中写入相应的数据来实现。
1、SRAM静态存储单元
2、SRAM的结构和工作原理
RAM(2114) 1024*4位
A0 A1
A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 B0 B1 B2 B3
W0 W1 W2
地 址 译 码 器
:
:
:
W1023
RAM(2114) 1024*4位
1024×4=64×64=64×(16×4)
作业:第4版
P400 题7.5 题7.7 题7.9
第5版
P383 题 7.6
题7.8 题7.11