数字电路第7章半导体存储器

第一章 数制和码制

1.表示数量大小

基本概念：基数数码位权

数制 几种进制：特点，表示方法

转换：

二进制

模拟 按权展开

信号 十进制 小数：乘基数取整法

数字 表现形式 数码 整数：除以基数倒取余数法 八 十六

算术运算：+-*/ 想要只用移位和相加全部解决 补码

正数：原码＝反码＝补码

负数：原码 按位取反 反码 加1 补码

补码的运算

2.表示不同事物或事物的不同状态，又称“代码”编制规则：码制（各种码制的特点、相互关系）

十进制代码： （书上还有5211码）

注：8421BCD码和十进制间的转换是直接按位（按组）转换 如： (36)10=(0011 0110)8421BCD=(110110)8421BCD

(101 0001 0111 1001)8421BCD=(5179)10

第七章．半导体存储器

7．1．概述

7．2．只读存储器（ROM）

7．2．1．掩模只读存储器

7．2．2．可编程只读存储器（PROM）

7．2．3．可擦除的可编程只读存储器（EPROM）

一． EPROM

二． 2EPROM

三． Flash Memory

7．3．随机存储器（RAM）

7．3．1．SRAM

7．3．2．DRAM

7．4．存储器容量的扩展

7．4．1．位扩展方式

7．4．2．字扩展方式

7．5．用存储器实现组合逻辑函数

7．6．用可编程逻辑阵列（PLA）实现组合逻辑函数

可编程逻辑阵列就其典型电路结构形式而言，可以看成是由一个与门阵列和一一个或门阵列组成的。见下图。 与门阵列或门阵列……A0A1An………………Z1Z0ZlP0P1P2Pm

与门阵列由若干与门组成，它实现对输入信号nAA0中有关变量的与运算，其输出mPP0是一些由变量作为因子组成的乘积项，或门阵列由若干或门组成，它实现对mPP0中有关乘积项的或运算，其输出lZZ0就是一些由乘积项组成的逻辑函数。而且，在与门阵列中应该将哪些变量相乘，在或门阵列中应该将哪些乘积项相加，是完全由使用者设计决定，依次把这样的与或门阵列叫做可编程逻辑阵列。

从例7.5.2我们发现，用ROM产生组合逻辑函数时，存储单元的利用率 往往很低。由表7.5.3可知，4321,,,YYYY中只包含最小项：15141076432,,,,,,mmmmmmmm和，因而存储矩阵只要这8列就够了。因此，地址译码器只需给出15141076432,,,,,,,wwwwwwww这8个地址信号。倘若把地址译码器改成部分最小项译码器，仅挑选逻辑函数中所包含的最小项译出，那么译码矩阵将能大大压缩。这对于提高器件的利用率，节省芯片的面积是非常不利的。

这种译码矩阵和存储矩阵均可变成的电路就叫做可编程逻辑阵列，简称PLA。

下图为PLA的结构示意图。它包含一个与逻辑阵列和一个或逻辑阵列。与逻辑阵列可将逻辑函.数所用的最小项或若干最小项合并后的乘积项译出，或逻辑阵列再把这些最小项或最小项之和的信号有选择地组合，得到所需的逻辑函数。 ADCB与阵列或阵列Y1Y4Y2Y3ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD

第7章 时序逻辑电路

【7-1】已知时序逻辑电路如图所示，假设触发器的初始状态均为0。

(1 )写出电路的状态方程和输出方程。

(2) 分别列出X=0和X=1两种情况下的状态转换表，说明其逻辑功能。

(3) 画出X=1时，在CP脉冲作用下的Q1、Q2和输出Z的波形。

1J1KC11J1KC1Q1Q2CPXZ1 图

解：

1．电路的状态方程和输出方程

n1n2n11n1QQQXQ

n2n11n2QQQ

CPQQZ21

2．分别列出X=0和X=1两种情况下的状态转换表，见题表所示。逻辑功能为

当X=0时，为2位二进制减法计数器；当X=1时，为3进制减法计数器。

3．X=1时，在CP脉冲作用下的Q1、Q2和输出Z的波形如图(b)所示。

题表

CP1Q2QZ

图(b)

【7-2】电路如图所示，假设初始状态QaQbQc=000。 X=0 X=1

Q2 Q1 Q2 Q1

0 0 0 0

1 1 1 0

1 0 0 1

0 1 0 0

0 0 (1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。

(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。

1J1KC11J1KC11J1KC1QaQbQcCP11 图

解：

1．写出驱动方程

1aaKJ ncnabbQQKJ nbnacQQJ nacQK

2．写出状态方程

na1naQQ nanananancna1nbQQQQQQQ ncnancnbna1nbQQQQQQ

3．列出状态转换表见题表，状态转换图如图(b)所示。

1 一、各章的重点、难点和教学要求

（这里所的难点内容中的难点，不包括非重点内容中的难点。）

第一章 逻辑代数基础

逻辑代数是本书中分析和和设计数字逻辑电路时使用的主要数学工具，所以把它安排在第一章。本章重点内容有：

1、逻辑代数的基本公式和常用公式：

2、逻辑代数的基本定理；

3、逻辑函数的各种表示方法及相互转换；

4、逻辑函数的化简方法；

5、约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用。

“最小项”和“任何一个逻辑函数式都可以化为最小项之和形式”是两个非常重要的概念，在逻辑函数的化简和变换中经常用到。而“最大项”用得很少，不是本章的重点内容。

第一章里没有太难掌握的内容。稍微难理解一点的是约束项、任意项、无关项这几个概念。建议讲授过程中多举几个例子，这样可加深对这几个概念的理解。

第二章 门电路

虽然这章讨论的只是门电路铁外特性，但无论集成电路内部电路多么复杂，只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构，则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适同。因此，这一章是全书对电路进行分析的基础。

本章的重点内容包括以下三个方面：

1、半导体二极管三极管（包括双极型和MOS型）开关装态下的等效电路和外特性；

2、TTL电路的外特性及其应用；

3、CMOS电路的外特性及应用。

为了正确理解和运用这些外特性，需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。内部的电路结构不是重点内容。鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路，建议在讲授时适当加大C MOS电路的比重，并相应压缩TTL电路的内容。

其他类型的双极型数字集成电路属于扩展知识面的内容。第2.8节两种集成电路的接口问题可以作为学生自学时的阅读材料。

TTL电路的外特性是本章的一个难点，同时也是一个重点。尤其是输入端采用多发射极三极管结构时，对输入特性的全面分析比较复杂。从实用的 2 角度出发，只要弄清输入为高/低时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。