单片机原理及其应用 教学课件 ppt 作者 陈立周 陈宇 第4章
35页1、第四章 半导体存储器,第一节 存储器的分类 第二节 随机存取存储器 第三节 只读存储器 第四节 存储器的并行扩展及连接方法 第五节 串行存储器的扩展方法,本章要点,简单介绍单片机系统中使用的存储器结构性能及其用途。 存储器的并行扩展,扩展时的地址确定,以及与单片机的连接方法。 两线制与三线制的串行存储器, 和 SPI总线的编程。,第一节 存储器的分类,半导体存储器,静态(SRAM),动态(DRAM),固定掩膜型ROM、,可编程的PROM,紫外线可擦除可 编程的EPROM,电擦除可编程的EEPROM,闪速型存储器,随机存取存储器,双极型,MOS型,只读存储器,返回本章首页,第二节 随机存取存储器,一、静态RAM结构,存储器由若干个能够存储0和1两种数码的基本存储电路所组成,静态RAM的基本存储电路是双稳态触发器。以静态RAM为例,每个触发器包含6个NMOS管,它具有两个稳态,分别代表0和1两种状态,其结构如图 :,二、动态RAM结构,动态RAM通常采用MOS管栅极与源极间的极间电容存储信息,由于电容上的电荷会逐渐泄漏,因此要不断地对被泄漏的电荷进行补充,这种补充称为刷新。所以动态RAM片
2、内要附加刷新的逻辑电路。由于动态RAM使用的MOS管少,功耗低,集成度高,可制成大容量的存储器芯片。,三、RAM断电保护,RAM在断电之后,所存数据将全部丢失,为使断电后,片内数据能够得到保存,可在电源端通过二极管分别接到电源电压和后备电池电压,电池电压可以取3.6V。在正常时情况下,芯片由电源供电;电源断电或小于3.6V ,改由电池供电,维持其电压,使所存数据不至丟失。,四、单片机对外部数据存储器的读写时序,取q,取指令码,锁存地址低8位 从P2取高8位,读操作时 读出数据,写操作时 写入数据,取指令 时间,返回本章首页,第三节 只读存储器,一、掩膜ROM 利用光刻掩膜技术,将用户提供的程序存储在芯片中,制成后不能抹去也不能修改 。 二、可编程只读存储器PROM :开始使用时允许用户自行写入信息,但只允许一次,以后只能读出,不能修改。 三、可擦除可编程只读存储器EPROM :写入数据后,可以长期保存,保存时间与温度、光照有关。如果上面存的数据不要了,可以用紫外光擦除重新写入。 四、电擦除只读存储器EEPROM:所存储的内容可以擦除,也可以在线写入。分为并行和串行两种。 五、闪速型存储
3、器:可以擦除,也可以在线重新写入。,六、单片机对外部程序存储器的取指时序,取指令码,取指令 时间,锁存地址低8位 从P2取高8位,读操作时利用RD 上升沿读出数据,写操作时利用WR 上升沿写入数据,返回本章首页,第四节 存储器的并行扩展及连接方法,一、扩展存储器时地址线的连接与地址分配 扩展时可以把存储器的地址线与CPU的低位地址线相连,用于片内寻址。 CPU的高位地址线与存储器芯片的片选端的连接,可以有两种方式。即全译码方式和片选方式。 1.全译码方式 利用74LS138译码器对高位地址线进行译码,译码器输出接存储器芯片的片选端。,全译码寻址方式的电路连接,高位译码,低位片内寻址,2.线选方式 线选方式只用一根高位地址线直接连存储器芯片的片选端,该线为高电平时即选中该芯片,电路连接如图。,高位线选,低位片内寻址,二、控制线的连接 扩展RAM时控制线的连接,扩展ROM时控制线的连接,数据、程序两用时控制线的连接,返回本章首页,第五节 串行存储器的扩展方法,一、二线制串行存储器 总线采用二线制,其中 SCL为串行时钟端,SDA为串行数据/地址端,下图为具有 总线的串行存储器AT24C01
4、连接图。也可以用并行口模拟。,编写AT89C51的读写程序,第一步要发送一个起始位。第二步发送一个控制字。第三步进行发送或接收数据,第四步发一个结束位。以表示一次收发任务结束。 1.控制字:由8位组成 从器件地址由规程统一规定,例如存储器地址规定为1010,当1010码送到总线,只有串行存储器从器件才会响应。 片选或是存储器内部有分块的块选取值。要与被访问的芯片连接状态一致。对于24C01B、24C02B,A2、A1、A0可为任意值。,二、模拟 总线的编程,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W 从器件地址 片选或块选 读/写控制位,2.起始位子程序,START:SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP CLR SCL RET,3终止位子程序,STOP: CLR SDA SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SCL RET,4应答位子程序,ACK:CLR SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET,5.非应答位子程序,
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