康华光数字电子技术第六版

A2
译·
A1
码·
A0
器 X31
列地址译码器
Y1
···
Y7
··· ···
···
7.1.1 ROM的基本结构
只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所以 称为只读存储器。(Read-Only Memory)
ROM的分类
二极管ROM
按存贮单元中 器件划分
按写入情况划分
三极管ROM
MOS管ROM
固定ROM
几个基本概念：
字：计算机中作为一个整体被存取传送处理的一组数据 。
字长：一个字所含的位数称为字长。4位 字数：字的总量。 25 23= 256 字数=2n （n为地址线的总数） 地址：每个字的编号。
存储容量（M)：存储单元的数目。 存储容量（M)＝字数×位数
A5
A6
A7
Y0
A4
行 X0
A3
地 X1 址·
•字线与位线的 交点都是一个 存储单元。
•交点处有 MOS管相当存 0，无MOS管 相当存1。
该存储器的容量=?
字线
Y0
A7
A3
4 线
Y1
A6
A2
| 16
•
线
•
A5
A1 译
•
码
A4
A0 器
Y 14
Y 15
+VDD
存储
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R •••
R 矩R 阵
位线
•••
A3
S3 I0
I1
I14
I15
A2
S2
16 线 -1 线 数 据 选 择 器
7. 半导体存储器
7.1 只读存储器 7.2 随机存取存储器
教学基本要求：
• 掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址、 等基本概念。
• 掌握RAM、ROM的工作原理及典型应用。 • 了解存储器的存储单元的组成及工作原理。
概述
半导体存贮器能存放大量二值信息的半导体器件。 存储器的主要性能指标 存储数据量大——存储容量大 取快速度——存储时间短
1 0 0 1 1 0 0 12
1 0 1 1 001 9
1 1 0 0 11 0 6
11 1 0 011 3
0
t
C=A4
I3 I2 I1 I0=A3A2A1A0
C (A4)
I3 I2 I1 I0 (A3A2A1A0) 二进制码
O3O2O1O0 (D3D2D1D0)
格雷码
0
0000
0000
0
0001
0001
0
0010
0011
0
0011
0010
0
0100
0110
0
0101
0111
0
0110
0101
0
0111
0100
1
0110
1
0111
1
1000
1
1001
1
1010
1
1011
1
1100
1
1101
1
1110
1
1111
O3O2O1O0 (D3D2D1D0) 二进制码
0000 0001 0011 0010 0111 0110 0100 0101 1111 1110 1100 1101 1000 1001 1011 1010
0 01 0 1 1
011 1 0 1
1 00 1 0 0
111 1 1 0
A1
A0
•字线与位线的交点都是一个
Y0
A1
Y1
A0 Y2
2 线 -4 线
译码器 Y3
存储单元。交点处有二极管
相当存1，无二极管相当存0 O E
当OE=1时输出为高阻状态
+5V RRRR
D3 D2 D1 D0
7.1.2 二维译码与存储阵列
查表功能 －－ 查某个角度的三角函数
把变量值（角度）作为地址码，其对应的函数值作为 存放在该地址内的数据，这称为 “造表”。使用时， 根据输入的地址(角度)，就可在输出端得到所需的函数 值，这就称为“查表”。
码制变换 －－ 把欲变换的编码作为地址，把最终的 目的编码作为相应存储单元中的内容即可。
用ROM实现二进制码与格雷码相互转换的电路
ROM
PROM
(Read-Only Memory)
可编程ROM
EPROM E2PROM
RAM(随机存取存储器): 在运行状态可以随时进行读或写操作。
存储的数据必须有电源供应才能保存, 一旦掉电, 数据全部丢失。
ROM(只读存储器)：在正常工作状态只能读出信息。
断电后信息不会丢失，常用于存放固定信息（如程序、常数等）。
o
送示波器
D3 D2 D1 D0
0 000 0 01 0 0100 1 000 1 100 1 001 0 11 0 0 011
D/A
0 2 4 8 12 9 6 3
A2 A1 A0 D3D2D1D0 D/A
o
0 0 0 0000 0
0 0 1 0 01 0 2
010 0100 4
011 1000 8
A1
S1
A0
S0
Y
D0
7.1.3 可编程ROM（256X1位EPROM）
256个存储单元排成1616的矩阵
行译码器从16行中选出要 读的一行 列译码器再从选中的一行存 储单元中选出要读的一列的 一个存储单元。 如选中的存储单元的MOS管 的浮栅注入了电荷，该管截 止，读得1；相反读得0
7.1.4 ROM读操作实例 1. PROM芯片AT27C010简介
（2）加入有效的片选信号 CE
（3）使输出使能信号 OE有效，经过一定延时后，有效数 据出现在数据线上；
（4）让片选信号 CE 或输出使能信号OE无效，经过一定延时 后数据线呈高阻态，本次读出结束。
7.1.5 ROM应用举例
（1） 用于存储固定的专用程序
（2） 利用ROM可实现查表或码制变换等功能
ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出控制电路三部分组成。
ROM（二极管PROM）结构示意图
位线
R
M=44
+5V
R
R
R
Y0
地址译码器 A 1 A0
A1
Y1
A0 Y2
2 线 -4 线
译 码 器 Y3
输出控制电路
OE
D3
D2
D1
D0
存储 矩阵
字线
当OE=0时
地址 内容
A1 A0 D3 D2 D1 D0
PROM
可编程ROM EPROM
E2PROM
7.1.1 ROM的基本结构
ROM是一种永久性数据存储器，其中的数据一般由专用的装置 写入，数据一旦写入，不能随意改写，在切断电源之后，数据 也不会消失。
地址译码器
入地 址 输
器地 址 译 码
存储矩阵
存储矩阵 输出控制电路
控制信号输 入
输出控制电路
数据输出
用ROM实现二进制码与格雷码相互转换的电路
C
A4
I3
A3
D1
O3
I2
A2
D2
O2
I1 I0
A1 ROM D3
A0
D4
O1 O0
CE
OE
（3） ROM 在波形发生器中的应用
计
CP 计数脉冲
数
器
A2 A1 A0
00 0 0 01 010 011 100 1 01 110 11 1
3
4 ROM
D/A
0001
1
0001
0011
1
0010
0010
1
0011
0110
1
0100
0111
1
0101
0101
1
0110
0100
1
0111
1100
1
1000
1101
1
1001
1111
1
1010
1110
1
1011
1010
1
1100
1011
1
1101
1001
1
1110
1000
1
1111
0000 0001 0011 0010 0111 0110 0100 0101 1111 1110 1100 1101 1000 1001 1011 1010
7.1 只读存储器
7.1.1 ROM的基本结构 7.1.2 二维译码与存储阵列 7.1.3 可编程ROM 7.1.4 ROM的读操作实例 7.1.5 ROM的应用举例
7.1 只读存储器
SRAM (Static RAM)：静态RAM
存储器
RAM
(Random-Access Memory)
DRAM (Dynamic RAM)：动态RAM 固定ROM
C I3 I2 I1 I0 O3O2O1O0 C I3 I2 I1 I0 O3O2O1O0
二进制码 格雷码
格雷码 二进制码
0
0000
0
0001
0
0010
0
0011
0
0100
0
0101
0
0110
0
0111
0
1000
0
1001
0
1010
0
1011
0
1100
0
1101
0
1110
0
1111
0000
1
0000
A16 ～A0
OE CE PGM
X 译码 Y 译码 控制逻辑
存储阵列 Y 选通 输出缓冲器 D7 ～D0
128K8位ROM
...
OE CE PGM
V CC
V PP
A 16
...
A0
A T27C010
D7
...
...
OE
D0
CE
PGM
GND
框图
工作模式
工作模式 读
输出无效 等待
快速编程 编程校验
CE OE
0
0
X
1
1
X
0
1
0
0
PGM
X X X 0 1
A16 ~ A0 VPP
D7 ~ D0
Ai
X 数据输出
X
X
高阻
Ai
X
高阻
Ai
VPP 数据输入
Ai
VPP 数据输出
2. 读操作与定时图
A16 ~A0 CE OE
D7 ~D0
读出单元的地址有效 tCE tOE
tOZ
tAA
tOH 数据输出有效
（1）欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
0
1000
1100
0
1001
1101
0
1010
1111
0
1011
1110
0
1100
1010
0
1101
1011
0
1110
1001
0
1111
1000
O3O2O1O0=D3D2D1D0
C (A4)
I3 I2 I1 I0 (A3A2A1A0)
格雷码
1
0000
1
0001
1
0010
1
0011
1
0100
1
0101