CH5存储器
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《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配
内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0～P0.7
P2.0～P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间：RAM 128B（00H-7FH） SFR 128B（80H-FFH）
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区）都可以 用于存放数据， 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR（专用寄存器）
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块，负责不同的功 17 能——各司其职
换言之：要让单片机实现预定的功能，必须有相应 的硬件和软件，而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令（要求）。
4 堆栈指针ＳＰ
堆栈：
在片内RAM中，指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用：
22
89C51存储器配置
1
第二章 单片机的结构和原理
2.3 89C51存储器配置
2.3.1 89C51存储器分类 2.3.2 程序存储器地址空间 2.3.3 数据存储器地址空间
2
2.3.1 89C51存储器分类
程序存储器51 存储器
片外程序存储器 片内数据存储器
数据存储器 RAM
片外数据存储器
3
2.3.2 程序存储器地址空间
1. 通过16位程序计数器PC寻址，最大寻址空间64K 2. 没有指令可以从程序存储空间转移到数据存储空间 3. 片内ROM 4K 0000H~0FFFH
片外ROM 64K 0000H~FFFFH 4. ������������高，访问片内ROM，������������低，访问片外ROM 5. 8031没有片内ROM，������������接地 6. 89C51 片内､片外ROM存取速度相等 7. ROM特殊存储空间（保留的存储单元） 8. 访问ROM 的指令 ，MOVC
P1
P0
EA VCC
ALE
P2 RD P3 WR
锁存器 I/O 页面地址
RAM 数据
6116 地址
WE OE
89C51 外扩片外RAM接法 图2.12 89C51外扩片外RAM接法
Flash ROM队列 FFFF
片外
15
RAM队列
FFFF
片外 RAM
& I/O口
EA=0 片外
0FFF 0000
EA=1 片内
定
志位 进位）
寄存器组选择
溢出 （补码 运算溢 出）
保留
奇\ 位意义 偶校 验位
12
RS1
RS2
寄存器组
0
0
第二章 单片机的结构和原理
2.3 89C51存储器配置
2.3.1 89C51存储器分类 2.3.2 程序存储器地址空间 2.3.3 数据存储器地址空间
2
2.3.1 89C51存储器分类
程序存储器51 存储器
片外程序存储器 片内数据存储器
数据存储器 RAM
片外数据存储器
3
2.3.2 程序存储器地址空间
1. 通过16位程序计数器PC寻址，最大寻址空间64K 2. 没有指令可以从程序存储空间转移到数据存储空间 3. 片内ROM 4K 0000H~0FFFH
片外ROM 64K 0000H~FFFFH 4. ������������高，访问片内ROM，������������低，访问片外ROM 5. 8031没有片内ROM，������������接地 6. 89C51 片内､片外ROM存取速度相等 7. ROM特殊存储空间（保留的存储单元） 8. 访问ROM 的指令 ，MOVC
P1
P0
EA VCC
ALE
P2 RD P3 WR
锁存器 I/O 页面地址
RAM 数据
6116 地址
WE OE
89C51 外扩片外RAM接法 图2.12 89C51外扩片外RAM接法
Flash ROM队列 FFFF
片外
15
RAM队列
FFFF
片外 RAM
& I/O口
EA=0 片外
0FFF 0000
EA=1 片内
定
志位 进位）
寄存器组选择
溢出 （补码 运算溢 出）
保留
奇\ 位意义 偶校 验位
12
RS1
RS2
寄存器组
0
0
[微机原理课件].ch5-2
![[微机原理课件].ch5-2](https://img.taocdn.com/s1/m/1feeac3f5727a5e9856a61a7.png)
② 可以利用循环，
但每循环一次要修改地址（源地址和目的地址），
必须把地址放在寄存器当中，用寄存器间接寻址来寻找 操作数.
20
得到如下程序： … MOV SI，OFFSET AREA1 MOV DI，OFFSET AREA2
MOV CX，100
AGAIN ： MOV AL，[SI] MOV [DI]，AL INC INC SI DI ；修改地址指针 ；修改地址指针 ；修改个数
6、MOV DS，1234H
IP不能作为目的操作数
不能用立即数对段寄存器赋值
22
2． PUSH (Push word onto stack)
POP (Pop word off stack)
这是两条堆栈操作指令。
(1) 先回忆一下什么是堆栈，为什么需要堆栈 堆栈——按照先进后出原则组织的一段内存区 域 特点： • 下推式的（规定堆栈设置在堆栈段内）改变SP的 内容，随着推入堆栈内容增加，SP的值减少。
① 调用子程序：将下条指令地址即IP值保留下来
（8088中码段寄存器CS和指令指针IP），
才能保证子程序执行完后准确返回主程序继续执行。
②执行子程序时，通常用到内部寄存器，执行结果会 影响标志位，必须在调用子程序之前将现状保护起来 ③ 子程序嵌套或子程序递归（自调自） 保留许多信息，而且保证正确返回（且后进先出）。 后保留先取出原则（即LIFO-LAST In First out）。 注意：SP——堆栈指针,始终指向栈顶。 SP初值用MOV SP，i m来设定。
下列指令源操作数和目的操作数的寻址方 式分别是什么？
（1） MOV DX，100H （2） MOV BX，[0100H] （3） MOV CX，DATA[SI] （4） MOV ES：[SI]，AX （5） ADD AX，[BX][DI] （6） AND AX，BX （7） XOR AX，[BX] （8） MOV AL，DATA [BP][DI]
ch5 数组
矩阵的压缩存储
1.特殊矩阵的压缩存储
2.稀疏矩阵的压缩存储
矩阵的压缩存储
特殊矩阵：值相同的元素或零元素分布 具有一定规律，如对称矩阵、三角矩阵、 对角矩阵等。 稀疏矩阵：矩阵中有很多零元素，且无 规律。 压缩存储的基本思想是：
为多个值相同的元素只分配一个存储空间； 对零元素不分配存储空间。
Loc(aij)
Loc(aij)＝Loc(a00)＋(i×(h2＋1)＋j)×c
按列优先存储的寻址方法与此类似。
设一个1000 1000的矩阵中有800个非零元素， 若用二维数组存储存放所有的数组元素需要106个存储 单元，而最后影响计算结果的只是那800个非零元素。 因此，需要考虑高效的存储方法，根据数据分布 特征进行压缩存储。
稀疏矩阵的压缩存储——三元组
三元组表：将稀疏矩阵的非零元素对应的三元组所 构成的集合，按行优先的顺序排列成一个线性表。
A=
15 0 0 0 9
0 11 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 6 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
三元组表＝( (0,0,15), (1,1,11), (2,3,6), (4,0,9) )
a12 a22 … am2
… … … …
a1n a2n … amn
数组的基本概念
数组的基本操作
⑴ 存取：给定一组下标，读出对应的数组元素； ⑵ 修改：给定一组下标，存储或修改与其相对应的 数组元素。 存取和修改操作本质上只对应一种操作——寻址
数组应该采用何种方式存储？
数组没有插入和删除操作，不用预留空间，适合采 用顺序存储。
a12 a22 … am2
寄存器结构、存储器管理
08
例： MOV AX, [BX+03H]
CX——Count可以作计数寄存器使用。 在循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。 例： MOV CX , 200H AGAIN: …… …… LOOP AGAIN ；（CX)-1(CX),结果0转AGAIN DX——Data可以作为数据寄存器使用。 一般在双字长乘除法运算时， 把DX和AX组合在一起存放一个双字长(32位)数，DX用来存放高16位; 对某些I/O操作DX可用来存放I/O的端口地址（口地址 256）。 例： MUL BX ; (AX)(BX)(DX)(AX) 例: IN AL , DX
奇偶标志PF（Parity Flag）
若算术运算的结果有溢出，则OF＝1；
否则 OF＝0
3AH + 7CH＝B6H，产生溢出：OF＝1 AAH + 7CH＝（1）26H，没有溢出：OF＝0
溢出标志OF（Overflow Flag）
3AH＋7CH＝B6H，就是58＋124＝182，
什么是溢出
处理器内部以补码表示有符号数 8位表达的整数范围是：＋127 ~ －128 16位表达的范围是：＋32767 ~ －32768 如果运算结果超出这个范围，就产生了溢出 有溢出，说明有符号数的运算结果不正确
01
AX——（Accumulator）作为累加器。
02
它是算术运算的主要寄存器，
03
所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。
04
例： IN AL , 20H
05
OUT 30H , AX
06
BX——Base用作基址寄存器使用。
07
在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。
0
第2章51系列单片机系统结构2.2存储器组织
字节 地址 80H
复位后 初值 FFH
I/O 端口 0(P0 口)
*I/O 端口 1(P1 口)
P1
P1.7 A7H
90H
FFH
*I/O 端口 2(P2 口)
P2
P2.7 B7H P3.7
A0H
FFH
*I/O 端口 3(P3 口) 串行数据缓冲 *串行控制 电源控制及 波特率选择 从地址寄存器 从地址掩蔽寄存器
(1) 工作寄存器区。该区域容量为32个字节，分为 四个区，每区8个字节，对应R0～R7寄存器名。 因此，R0的物理地址可能是00H，也可能是08H、 10H 或18H；同理，R1的物理地址可能是01H， 也可能是09H、11H或19H。 任何时候都只能选择四个工作寄存器区中的一个区 作为当前工作寄存器区，当前工作寄存器区由程序 状态字寄存器PSW的b4(RS1)、b3(RS0)位确定，具 体情况4、b3位 当前区 寄存器R7～R0地址 00 0区 07H～00H 01 1区 0FH～08H 10 2区 17H～10H 11 3区 1FH～18H 由于复位后PSW的b4、b3位为00，因此复位后将选择0 区作为当前工作寄存器区。 修改PSW的b4、b3位即可选择不同的工作寄存器区，这 有利于快速保护现场，提高程序执行效率和中断的响应速 度。
SFR 寄存器名 累加器 B 寄存器 助功能寄存器 助功能寄存器 1 时钟控制寄存器 堆栈指针 数据指针低 8 位 数据指针高 8 位 *程序状态字 符号 b7 Acc B AUXR AUXR1 CKCON SP DPL DPH PSW D7H Cy AFH EA BFH IP — IPH — E7H F7 — — —
哈佛体系结构的程序存储器与数据存储器都拥有自己独立 的总线和寻址空间（典型的如DSP，TI的C5000系列）
ch5-刘彦文-第2版-嵌入式系统原理及接口技术
在本章，地址总线中的ADDR[26:0]有时也简单
写作A[26:0]。
嵌入式系统原理及接口技术(第2版)
10
教材中表5-5中，当某bank数据总线宽度为8位 时，地址总线中的ADDR0与芯片地址引脚A0连 接，ADDR1与A1连接，依此类推，一一对应连 接。表中当某bank数据总线宽度为16位时，地 址总线中的ADDR0不与存储器芯片连接，而用 ADDR1与芯片地址引脚A0连接。表中当某bank 数据总线宽度为32位时，地址总线中的 ADDR[1:0]不与存储器芯片连接，而用ADDR2 与芯片地址引脚A0连接。
除了bank0，bank7~bank1数据总线的宽度， 可以在特殊功能寄存器中分别设定。另外，特 殊功能寄存器中还可以设定一些其他参数。
嵌入式系统原理及接口技术(第2版)
25
⒈ 存储器控制器13个特殊功能寄存器 13个特殊功能寄存器的名称、地址与Reset值见
教材中表5-9。 ⒉ 数据总线宽度与等待状态控制寄存器
存储控制器有13个特殊功能寄存器，它们中的 一些寄存器，通过设置不同的值，可以允许/禁 止nWAIT；也可以改变ROM/SRAM/SDRAM的总 线读写周期的时间长度等。
另外，虽然特殊功能寄存器不能控制 nXBREQ/nXBACK的定时关系，但是也在这一节 一并给予介绍。
嵌入式系统原理及接口技术(第2版)
嵌入式系统原理及接口技术(第2版)
14
⑵ bank0使用32位数据总线与ROM芯片的连接 图5.3表示bank0与
4片ROM、数据总 线为32位时的连接。
嵌入式系统原理及接口技术(第2版)
15
⒌ bank1~bank7与SRAM芯片的连接 图5.4给出了
使用2片SRAM、 32位数据总线， 连接到bank1 的一个例子。
【汇编】各种寄存器介绍
【汇编】各种寄存器介绍计算机寄存器分类简介:32位CPU所含有的寄存器有：4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP)6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags)1、数据寄存器数据寄存器主要⽤来保存操作数和运算结果等信息，从⽽节省读取操作数所需占⽤总线和访问存储器的时间。
32位CPU有4个32位的通⽤寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。
对低16位数据的存取，不会影响⾼16位的数据。
这些低16位寄存器分别命名为：AX、BX、CX和DX，它和先前的CPU中的寄存器相⼀致。
4个16位寄存器⼜可分割成8个独⽴的8位寄存器(AX：AH-AL、BX：BH-BL、CX：CH-CL、DX：DH-DL)，每个寄存器都有⾃⼰的名称，可独⽴存取。
程序员可利⽤数据寄存器的这种“可分可合”的特性，灵活地处理字/字节的信息。
寄存器EAX通常称为累加器(Accumulator)，⽤累加器进⾏的操作可能需要更少时间。
可⽤于乘、除、输⼊/输出等操作，使⽤频率很⾼；寄存器EBX称为基地址寄存器(Base Register)。
它可作为存储器指针来使⽤；寄存器ECX称为计数寄存器(Count Register)。
在循环和字符串操作时，要⽤它来控制循环次数；在位操作中，当移多位时，要⽤CL来指明移位的位数；寄存器EDX称为数据寄存器(Data Register)。
在进⾏乘、除运算时，它可作为默认的操作数参与运算，也可⽤于存放I/O的端⼝地址。
在16位CPU中，AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址，在32位CPU中，其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果，⽽且也可作为指针寄存器，所以，这些32位寄存器更具有通⽤性。
2、变址寄存器32位CPU有2个32位通⽤寄存器ESI和EDI。
80C51存储器配置
外部数据存储器
外部数据存储器一般用来存放相对来讲是用不太频 繁的数据，其中的数据不能直接进行处理，要进行 处理前必须提前从外部数据存储器送到单片机内部。
外部数据存储器地址空间寻址范围为64K字节，采 用R0、R1或DPTR寄存器间址方式访问。当采用R0、 R1间址时只能访问00H~0FFH的低256字节，采用 DPTR间址可访问整个64K字节空间。
04H
03H
02H
01H
00H
位寻址区
1、地址: 从20H～2FH共16字节（Byte，缩写为英文大写 字母B）。每字节有8位（bit，缩写为小写b），共 128位，每一位均有一个位地址，可位寻址、位操 作。即按位地址对该位进行置1、清0、求反或判转。
2、用途： 存放各种标志位信息和位数据。
3、注意事项: 位地址与字节地址编址相同，容易混淆。 区分方法:位操作指令中的地址是位地址;
外部数据存储器
共64KB 地址范围：0000H～FFFFH
读写外RAM用MOVX指令， 控制信号是P3口中的RD和WR。
一般情况下，只有在内RAM不能满足应用 要求时，才外接RAM。
读外RAM的过程
外RAM 16位地址分别由P0口（低8位）和P2口（高
8位）同时输出；
ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号，
指令，CPU将按修改后PC的16位地址读ROM。
程序存储器（ROM）
读外ROM的过程：
CPU从PC(程序计数器)中取出当前ROM的16位 地址，分别由P0口（低8位）和P2口（高8位）同 时输出，ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位 地址信号，地址锁存器输出的低8位地址信号和P2 口输出的高8位地址信号同时加到外ROM 16位地址 输入端，当PSEN信号有效时，外ROM将相应地址存 储单元中的数据送至数据总线（P0口），CPU读入 后存入指定单元。
第三讲51单片机存储器及寻址方式
TMOD 定时器方式寄存器
部分专用寄存器介绍
1) 程序状态字寄存器PSW C AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
C：为进位标志，AC：半进位标志，F0 、 F1为用户标志， RS1和RS0为当前工作寄存器组的选择位，OV 是溢出标志 位， P是奇偶标志位。
2)ACC：累加器 3)DPTR：地址寄存器
B ACC PSW TH2* TL2* RCAP2H* RCAP2L* T2MOD* T2CON* IP P3 专 IE 用 WDTRST 寄 P2 存 SBUF 器 SCON 区 P1 SFR TH1 TH0 TL1 TL0 TMOD TCON PCON DP1H DP1L DPH DPL SP P0
工作寄存器区： 00H~1FH
30H 2FH
用户RAM区
位寻址区：
20H~2FH
20H 1FH 18H 17H
位寻址区 （位地址00H～7FH）
第3组工作寄存器区R0～R7
用户RAM区： 30H~7FH
第2组工作寄存器区R0～R7 10H 0FH 第1组工作寄存器区R0～R7 08H 07H 第0组工作寄存器区R0～R7 00H
二、数据存储器
工作寄存器区
地址：00H~1FH,32B；
4组：每组为8个8位寄存器
R0~R7；
由PSW中的RS1,RS0选择 当前工作寄存器。
RS1RS0与工作寄存器的关系
工作寄存器选择
组
0 1 2
RS1 RS0 R0
0 0 1 0 1 0 00H 08H 10H
R1
01H 09H 11H
假定R1寄存器的内容是 60H，则其功能是以 R1寄存 器的内容60H为地址，将60H地址单元的内容与累加器A 中的数相“与”，其结果仍存放在A中。
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1字节=8 bit；1KB=210字节=1024字节；1MB=210KB=1024KB； 1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB。
2. 最大存取时间： ——访问一次存储器（对指定单元写入或读出）所需要的时间，
这个时间的上限值即最大存取时间，一般为十几ns到几百ns。 从CPU给出有效的存储器地址到存储器输出有效数据所需要的时间
地址总线余下的高位地址线经译码后，做各存储芯片的片选。
通常IO/M信号也参与片选译码。
低位地址线A12~A0直接接在存储芯片上，寻址片内 8K单元； 次高位地址线A15~A13译码后产生片选信号区分 4个存储芯片；
最高位地址线A19~A16及IO/M用作片选信号有效的使能控制。
实际应用中，存储器芯片的片选信号可根据需要选择上述某 种方法或几种方法并用。
这样，32K的地址范围在4个芯片中的分配为：
8K×8芯片 0＃ 1＃ 2＃ 3＃
A14 A13
0 0 1 1 0 1 0 1
A12～A0
0…00至1…11 0…00至1…11 0…00至1…11 0…00至1…11
地址范围
0000H—1FFFH 2000H—3FFFH 4000H—5FFFH 6000H—7FFFH
注意：
软件上必须保证这些片选线每次寻址时只能有一位有效，决不允 许多于一位同时有效。
第5章 半导体存贮器
例：用4片6264构成32K×8的存贮区。
1. 全译码法 ——高位地址线A19~A13全部参加译码，产生6264的片选信号。
整个32K×8存储器的地址范围： 00000H— 07FFFH 次高位地址线 A 15~A13译码后产生 仅占用 容量的 8088 1M 32K地址范围。 片选信号区分4个存储芯片； 地址唯一实现 地址唯一实现 最高位地址线A19~A地址连续 全译码的优点 16及IO/M用作 地址连续 全译码的优点 片选信号有效的使能控制。 便于扩充 便于扩充
0
0
1
1
1
0
0
×
读
写
Dout
Din
第5章 半导体存储器
6264SRAM与CPU的连接
D0~D7 A0 • • • A12 MEMW MEMR 高位地 址信号 • • • 译码 电路
• • •
D0~D7 A0 • • • A12 WE OE CS1 CS2
第5章 半导体存储器
3-8译码器74LS138
第5章 半导体存储器
5.2 随机存取存储器(RAM)
5.2.1 静态RAM（SRAM）
第5章 半导体存储器
二、典型芯片 1. 6264引脚及其含义
第5章 半导体存储器
2. 工作方式 HM6264BL工作方式真值表（功能表）。
HM6242BL工作方式
CS1 1 × 0 CS2 × 0 1 WE × × 1 OE × × 1 工作方式 低功耗 低功耗 输出禁止 I/O信号 高阻 高阻 高阻
第5章 半导体存储器
第5章 半导体存储器
5.1 半导体存储器概述
作用：存放待加工的原始数据和中间计算结果以及系统或 用户程序等。 目前计算机内存基本上采用半导体存储器。
第5章 半导体存储器
5.1.1 半导体存储器的性能指 标 1. 容量：指一个存储器芯片能存储的二进制信息。 存储器芯片容量=存储单元数×每单元的数据位数 例：6264 8KB = 8K × 8bit 6116 2KB = 2K × 8bit
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
输
G1 G2A G2B 0 0 0 0 0 0 0
入
C B A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1
输
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1
用户扩展存储器地 址空间的范围决定 注：MEMW=IO/M+WR 了存储芯片的片选 信号的实现方式。
地址总线余下的高位地址 线经译码后，做各存储芯 片的片选。通常IO/M信号 也参与片选译码.
MEMR=IO/M+RD
第5章 半导体存贮器
用户扩展存储器地址空间的范围决定了存储芯片的片选信号的
实现方式。
从应用角度可分为两大类：
随机存取存储器 （RAM） 半导体存储器 （Memory）
RAM具有易失性，可读，可写，常用于存放数据、中间结果等。 ROM在程序执行时只能读不能写。常用于存放程序或不易变的数据。 掩膜ROM不可改写。 可编程PROM、EPROM、E2PROM及FLASH在 一定条件下可改写。
（20~15） 5
特点： ① 线选法也有地址重叠区。 ② 地址不连续，但简单。
第5章 半导体存贮器
例：用线选法产生4片6264 （0#～3#） 片选信号： A16～A13用作片选， A19～A17未用， 其它信号（数据线，读写信号）的 连接同图5-18。 这时，32K存储器的基本地址范围为：
芯片
0＃
8K×16bit 8K×8bit
=2（片）
方法—— 两个芯片的地址线、片选信号 及读/写控制线分别互连； 两个芯片的数据线各自独立， 一片作低8位（D0~D7）, 另一片 作高8位（D8~D15）。 即，每个16位数据的高、低字 节 分别存于两个芯片，一次读/写 操作同时访问两个芯片中的同地 址单元。具体连接如右。
出
1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
1
0 × ×
0
0
1 1 1
××× ××× ×××
0
1 1 1
1 1
1 1 1 1 1 1
1
1 1 1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
74LS138引脚功能
第5章 半导体存储器
5.4 存储器连接与扩充
若用存贮芯片构成存贮系统，或对已有的存 贮系统进行容量扩充时，需要通过总线将RAM、 ROM芯片同CPU连接起来，并使之协调工作。
需考虑的问题 ① 总线连接（AB、CB、DB） ② 时序配合 ③ 驱动能力
第5章 半导体存贮器
一、位数扩充 例：用8K×8bit的6264扩充形成8K×16bit的芯片组，所需芯片：
A19~A17
000
A16~A13
0111
A12……A0
00…0至11…1
地址范围
0E000H~0FFFFH
1＃
2＃ 3＃
000
000 000
1011
1101 1110
00…0至11…1
00…0至11…1 00…0至11…1
16000H~17FFFH
1A000H~1BFFFH 1C000H~1DFFFH
第5章 半导体存贮器
例：用4片6264构成32K×8的存贮区。
1. 全译码法 ——高位地址线A19~A13全部参加译码，产生6264的片选信号。
注：MEMW=IO/M+WR
MEMR=IO/M+RD
整个32K×8存储器的地址范围： 00000H—07FFFH 仅占用 8088 1M 容量的 32K 地址范围。 地址唯一实现 地址连续 全译码的优点 便于扩充
第5章 半导体存贮器
二、单元数扩充 例：用8K×8bit的6264扩充形成32K×8bit的存储区,需要的8K×8 芯片数为： 32K/8K=4（片）
连接时：⑴ A0~A12，D7~D0，R/W等同名信号连接在一起。 ⑵ 由于容量的扩充，增加了两位地址线，译码后产生 4个片选信号，用于区分4个芯片。
3. 其他指标：功耗，工作电源，可靠性，集成度，价格等。
第5章 半导体存储器
5.1.2
半导体存储器的分类
静态RAM（SRAM） 常用于Cache 动态RAM（DRAM）常用于内存条 掩膜ROM 只读存储器 （ROM） 可编程ROM（PROM） 紫外线可擦除的PROM（EPROM） 电可擦除的PROM（EEPROM） 快擦写存储器（Flash Memory）
ROM与CPU的连接同RAM。
第5章 半导体存贮器
扩充连接图
称地址线A0～A12实现片内寻址，A13～A14实现片间寻址。 当单元数与位数都要扩充时，将以上两者结合起来。如： 用8K×8芯片构成32K×16存储区，需要4×2个芯片。 （1）先扩充位数，每2个芯片一组，构成4个8K×16芯片组； （2）再扩充单元数，将这4个芯片组组合成32K×16存储区。
第5章 半导体存贮器
２．部分译码法 ——除片内寻址外的高位地址 的一部分来译码产生片选信号（简单）。
缺点：地址重叠，每个地址有 2 = 2 个重叠地址。 令未用到的高位地址全为0，则称 为基本存贮器地址。
3．线选法 ——用除片内寻址外的高位地 址线中的任一根做为片选信号，直接 接各存储器的片选端来区别各芯片的 地址。
× × 1 × × 1
（1）片选信号：G1•G2A•G2B （2）CBA译码Y0到Y7有效
第5章 半导体存储器
5.3 只读存储器（ROM）
第5章 半导体存储器
典型芯片（27系列） 2716 2K×8bit 2732 4K×8bit 27512 64K×8bit
通常可互换。引脚OE，CE都 为0时，D0～D7端可读到数据。 Vpp=12.5V或更高时，可写 入，有专用写入器。
第5章 半导体存贮器
5.5 8086/8088与存储器连接
以8088系统总线与SRAM连接为例，AB、CB、DB如何连？
2. 最大存取时间： ——访问一次存储器（对指定单元写入或读出）所需要的时间，
这个时间的上限值即最大存取时间，一般为十几ns到几百ns。 从CPU给出有效的存储器地址到存储器输出有效数据所需要的时间
地址总线余下的高位地址线经译码后，做各存储芯片的片选。
通常IO/M信号也参与片选译码。
低位地址线A12~A0直接接在存储芯片上，寻址片内 8K单元； 次高位地址线A15~A13译码后产生片选信号区分 4个存储芯片；
最高位地址线A19~A16及IO/M用作片选信号有效的使能控制。
实际应用中，存储器芯片的片选信号可根据需要选择上述某 种方法或几种方法并用。
这样，32K的地址范围在4个芯片中的分配为：
8K×8芯片 0＃ 1＃ 2＃ 3＃
A14 A13
0 0 1 1 0 1 0 1
A12～A0
0…00至1…11 0…00至1…11 0…00至1…11 0…00至1…11
地址范围
0000H—1FFFH 2000H—3FFFH 4000H—5FFFH 6000H—7FFFH
注意：
软件上必须保证这些片选线每次寻址时只能有一位有效，决不允 许多于一位同时有效。
第5章 半导体存贮器
例：用4片6264构成32K×8的存贮区。
1. 全译码法 ——高位地址线A19~A13全部参加译码，产生6264的片选信号。
整个32K×8存储器的地址范围： 00000H— 07FFFH 次高位地址线 A 15~A13译码后产生 仅占用 容量的 8088 1M 32K地址范围。 片选信号区分4个存储芯片； 地址唯一实现 地址唯一实现 最高位地址线A19~A地址连续 全译码的优点 16及IO/M用作 地址连续 全译码的优点 片选信号有效的使能控制。 便于扩充 便于扩充
0
0
1
1
1
0
0
×
读
写
Dout
Din
第5章 半导体存储器
6264SRAM与CPU的连接
D0~D7 A0 • • • A12 MEMW MEMR 高位地 址信号 • • • 译码 电路
• • •
D0~D7 A0 • • • A12 WE OE CS1 CS2
第5章 半导体存储器
3-8译码器74LS138
第5章 半导体存储器
5.2 随机存取存储器(RAM)
5.2.1 静态RAM（SRAM）
第5章 半导体存储器
二、典型芯片 1. 6264引脚及其含义
第5章 半导体存储器
2. 工作方式 HM6264BL工作方式真值表（功能表）。
HM6242BL工作方式
CS1 1 × 0 CS2 × 0 1 WE × × 1 OE × × 1 工作方式 低功耗 低功耗 输出禁止 I/O信号 高阻 高阻 高阻
第5章 半导体存储器
第5章 半导体存储器
5.1 半导体存储器概述
作用：存放待加工的原始数据和中间计算结果以及系统或 用户程序等。 目前计算机内存基本上采用半导体存储器。
第5章 半导体存储器
5.1.1 半导体存储器的性能指 标 1. 容量：指一个存储器芯片能存储的二进制信息。 存储器芯片容量=存储单元数×每单元的数据位数 例：6264 8KB = 8K × 8bit 6116 2KB = 2K × 8bit
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
输
G1 G2A G2B 0 0 0 0 0 0 0
入
C B A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1
输
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1
用户扩展存储器地 址空间的范围决定 注：MEMW=IO/M+WR 了存储芯片的片选 信号的实现方式。
地址总线余下的高位地址 线经译码后，做各存储芯 片的片选。通常IO/M信号 也参与片选译码.
MEMR=IO/M+RD
第5章 半导体存贮器
用户扩展存储器地址空间的范围决定了存储芯片的片选信号的
实现方式。
从应用角度可分为两大类：
随机存取存储器 （RAM） 半导体存储器 （Memory）
RAM具有易失性，可读，可写，常用于存放数据、中间结果等。 ROM在程序执行时只能读不能写。常用于存放程序或不易变的数据。 掩膜ROM不可改写。 可编程PROM、EPROM、E2PROM及FLASH在 一定条件下可改写。
（20~15） 5
特点： ① 线选法也有地址重叠区。 ② 地址不连续，但简单。
第5章 半导体存贮器
例：用线选法产生4片6264 （0#～3#） 片选信号： A16～A13用作片选， A19～A17未用， 其它信号（数据线，读写信号）的 连接同图5-18。 这时，32K存储器的基本地址范围为：
芯片
0＃
8K×16bit 8K×8bit
=2（片）
方法—— 两个芯片的地址线、片选信号 及读/写控制线分别互连； 两个芯片的数据线各自独立， 一片作低8位（D0~D7）, 另一片 作高8位（D8~D15）。 即，每个16位数据的高、低字 节 分别存于两个芯片，一次读/写 操作同时访问两个芯片中的同地 址单元。具体连接如右。
出
1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
1
0 × ×
0
0
1 1 1
××× ××× ×××
0
1 1 1
1 1
1 1 1 1 1 1
1
1 1 1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1
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第5章 半导体存储器
5.4 存储器连接与扩充
若用存贮芯片构成存贮系统，或对已有的存 贮系统进行容量扩充时，需要通过总线将RAM、 ROM芯片同CPU连接起来，并使之协调工作。
需考虑的问题 ① 总线连接（AB、CB、DB） ② 时序配合 ③ 驱动能力
第5章 半导体存贮器
一、位数扩充 例：用8K×8bit的6264扩充形成8K×16bit的芯片组，所需芯片：
A19~A17
000
A16~A13
0111
A12……A0
00…0至11…1
地址范围
0E000H~0FFFFH
1＃
2＃ 3＃
000
000 000
1011
1101 1110
00…0至11…1
00…0至11…1 00…0至11…1
16000H~17FFFH
1A000H~1BFFFH 1C000H~1DFFFH
第5章 半导体存贮器
例：用4片6264构成32K×8的存贮区。
1. 全译码法 ——高位地址线A19~A13全部参加译码，产生6264的片选信号。
注：MEMW=IO/M+WR
MEMR=IO/M+RD
整个32K×8存储器的地址范围： 00000H—07FFFH 仅占用 8088 1M 容量的 32K 地址范围。 地址唯一实现 地址连续 全译码的优点 便于扩充
第5章 半导体存贮器
二、单元数扩充 例：用8K×8bit的6264扩充形成32K×8bit的存储区,需要的8K×8 芯片数为： 32K/8K=4（片）
连接时：⑴ A0~A12，D7~D0，R/W等同名信号连接在一起。 ⑵ 由于容量的扩充，增加了两位地址线，译码后产生 4个片选信号，用于区分4个芯片。
3. 其他指标：功耗，工作电源，可靠性，集成度，价格等。
第5章 半导体存储器
5.1.2
半导体存储器的分类
静态RAM（SRAM） 常用于Cache 动态RAM（DRAM）常用于内存条 掩膜ROM 只读存储器 （ROM） 可编程ROM（PROM） 紫外线可擦除的PROM（EPROM） 电可擦除的PROM（EEPROM） 快擦写存储器（Flash Memory）
ROM与CPU的连接同RAM。
第5章 半导体存贮器
扩充连接图
称地址线A0～A12实现片内寻址，A13～A14实现片间寻址。 当单元数与位数都要扩充时，将以上两者结合起来。如： 用8K×8芯片构成32K×16存储区，需要4×2个芯片。 （1）先扩充位数，每2个芯片一组，构成4个8K×16芯片组； （2）再扩充单元数，将这4个芯片组组合成32K×16存储区。
第5章 半导体存贮器
２．部分译码法 ——除片内寻址外的高位地址 的一部分来译码产生片选信号（简单）。
缺点：地址重叠，每个地址有 2 = 2 个重叠地址。 令未用到的高位地址全为0，则称 为基本存贮器地址。
3．线选法 ——用除片内寻址外的高位地 址线中的任一根做为片选信号，直接 接各存储器的片选端来区别各芯片的 地址。
× × 1 × × 1
（1）片选信号：G1•G2A•G2B （2）CBA译码Y0到Y7有效
第5章 半导体存储器
5.3 只读存储器（ROM）
第5章 半导体存储器
典型芯片（27系列） 2716 2K×8bit 2732 4K×8bit 27512 64K×8bit
通常可互换。引脚OE，CE都 为0时，D0～D7端可读到数据。 Vpp=12.5V或更高时，可写 入，有专用写入器。
第5章 半导体存贮器
5.5 8086/8088与存储器连接
以8088系统总线与SRAM连接为例，AB、CB、DB如何连？