微机原理习题解答:6

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习题六 1.试说明半导体存储器的分类。 解:按存储信息的特性分为:随机读写存储器RAM和只读存储器ROM两大类。

① RAM分类:主要有双极型和MOS型两类。 MOS型存储器又可分为静态RAM(简称SRAM)和动态RAM(简称DRAM)。 ② ROM分类 掩膜式ROM:用户不可对其编程,其内容已由厂家设定好,不能更改; 可编程ROM:用户只能对其进行一次编程,写入后不能更改; 可擦除的PROM:其内容可用紫外线擦除,用户可对其进行多次编程; 电擦除的PROM,简称EEPROM或E2PROM),能以字节为单位擦除和改写。

2.试说明CMOS静态存储器基本存储电路数据读、写的原理。 解:存储单元六只NMOS管(T1~T6)组成。见教材中图6.7。T1与T2构成一个反相器,T3与T4构成另一个反相器,两个反相器的输入与输出交叉连接,构成基本触发器,作为数据存储单元。 T1导通、T3截止为0状态,T3导通、T1截止为1状态。T5、T6是门控管,由Xi线控制其导通或截止,他们用来控制触发器输出端与位线之间的连接状态。 T7、T8也是门控管,其导通与截止受Yj线控制,他们是用来控制位线与数据线之间连接状态的,工作情况与T5、T6类似。 只有当存储单元所在的行、列对应的Xi、Yj线均为1时,该单元才与数据线接通,才能对它进行读或写,这种情况称为选中状态。 写操作如下: (1)将欲写入单元的地址加到存储器的地址输入端; (2)在选片信号CS端加上有效电平,使RAM选通; (3)将待写入的数据加到数据输入端; (4)在 线上加入低电平,进入写工作状态; (5)使选片信号无效,数据输入线回到高阻状态。 读操作与写操作基本相同仅使 线上加入高电平。

3.试说明单管DRAM基本存储电路数据读、写的原理。 解:单管DRAM基本存储电路只有一个电容和一个MOS管,是最简单的存储元件结构,

R/W R/W

半导体 存储器

可擦除、可再 编程ROM

随即读写 存储器RAM

只读 存储器ROM

不可编程 掩膜ROM

可编程 ROM 紫外线擦除的

EPROM

电擦除的 E2PROM

双极型 MOS型 动态RAM 静态RAM 如教材中图6.11所示(见下图)。存放的信息是“1”还是“0”,取决于电容中有没有电荷。在保持状态下,行选择线为低电平,V管截止,使电容C基本没有放电回路(当然还有一定的泄漏),其上的电荷可暂存数毫秒或者维持无电荷的“0”状态。 对存储矩阵进行读操作时,若某一行选择线为高电平,则位于同一行的所有基本存储电路中的V管都导通,于是刷新放大器读取对应电容C上的电压值,但只有列选择信号有效的基本存储电路才受到驱动,从而可以输出信息。刷新放大器的灵敏度很高,放大倍数很大,并且能将读得的电容上的电压值转换为逻辑“0”或者逻辑“1”。在读出过程中,选中行上所有基本存储电路中的电容都受到了影响,为了在读出信息之后仍能保持原有的信息,刷新放大器在读取这些电容上的电压值之后又立即进行重写。在写操作时,行选择信号使V管处于导通状态,如果列选择信号也为“1”,则此基本存储电路被选中,于是由数据输入/输出线送来的信息通过刷新放大器和T管送到电容C。

行选择信号VC

刷新放大器

列选择信号

数据输入 / 输出线

4.试说明如何对28C64进行字节编程,并说明怎样使用数据轮询的方法判断写操作完成。 解:Intel 28C64是8K×8位的E2PROM芯片。 先进行字节擦除操作,地址线送入相应的地址,当CE=0,OE=1,数据线(I/O0 ~ I/O7)都加高电平且VPP加幅度为+21V、宽度为9~15mS的脉冲时,28C64将选中的字节擦除。 再进行字节编程操作,地址保持不变,CE=0,OE=1,VPP加幅度为+21V、宽度为9~15 mS的脉冲时,来自数据线(I/O0 ~ I/O7)的数据字节可写入28C64的存储单元中。 接着使用数据轮询的方法判断写操作完成,即采用与读出基本相同的方式,只是VPP=+21V。在编程后,可将28C64中的信息读出,与写入的内容进行比较,以验证写入内容是否正确,数据线为输出状态。

5.试使用62512和27256,在8088系统(最小模式)中设计具有128KB的RAM、64KB的EPROM的存储体,RAM的地址从0000∶0000H开始、EPROM的地址从F000∶0000H开始。 解:62512 的起始地址:00000H,27256 的起始地址:F0000H 地址分配表如下: 62512 是64K×8容量的芯片,组成128KB需要两片62512。 地址范围从:00000H ~ 1FFFFH 27256是32K×8容量的芯片,组成64KB需要两片27256。 地址范围从:F0000H ~ FFFFFH 8088最小模式下存储器扩展接线电路图如下:

6.试使用62512和27512,在8088系统最大模式中设计具有256KB RAM、64KB EPROM的存储体,RAM的地址从0000∶0000H开始、EPROM的地址从0F000∶0000H开始。 解:62512是64K×8容量的芯片,组成256KB需要四片62512, 起始地址为:00000H,地址范围为:00000H ~ 3FFFFH。 27512是64K×8容量的芯片,组成64KB需要1片27512, 起始地址为:0F0000H,地址范围为:0F0000H ~ 0FFFFFH。 地址分配表如下:

A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11„„„„A0 地 址 范 围 对 应 芯 片

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 00000 H 0FFFFH 62512-1# U1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 10000 H 1FFFFH 62512-2# U2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 F0000 H F7FFFH 27256-1# U3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 F8000 H FFFFFH 27256-2# U4

WR D7~D0 A15~A0 OE WE CS U2 D7~D0 A14~A0 OE CS U3 RD D7~D0 A14~A0 OE CS U4

8 D7~D0

A15~A0 OE WE CS

U1

D7~D0

A15-A0 A15 A19~A0 A14-A0 15

Y0 G2A G2B

A B C G1 Y1 M/IO Y6 G2A G2B A B C G1 Y7 15 16 16

A19 VCC A18 A17 A16 A16

A17

A18 A19

74HC138 74HC138 8088最小模式下存储器扩展接线电路图如下:

7.8086系统中存储器偶地址体及奇地址之间应该用什么信号区分?怎样区分? 解:8086CPU的数据总线有16根,其中高8位数据线D15 ~ D8接存储器的高位库(奇地址库),低8位数据线D7 ~ D0接存储器的低位库(偶地址库),根据 (选择奇地址库)和A0(选择偶地址库)的不同状态组合决定对存储器做字操作还是字节操作。如下图所示:

6116A10~A0OEWECED7~D0

6116A10~A0OEWECED15~D8

A11~A1

RD

WRA0

BHE

A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11„„„„A0 地 址 范 围 对 应 芯 片

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 00000 H 0FFFFH 62512-1# U1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 10000 H 1FFFFH 62512-2# U2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 20000 H 2FFFFH 62512-3# U3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 30000 H 3FFFFH 62512-4# U4 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 „„„„ 0 1 „„„„ 1 0F0000 H 0FFFFFH 27512 U5

BHE MWTC MRDC 8 D7~D0

A15-A0 Y0 G2A G2B

A B C

G1 Y1 Y2

Y7

D7~D0 A15~A0 OE WE CS U1 16 A19 A18 A17 A16 74HC138 Y3 D7~D0 A15~A0 OE WE CS U2 D7~D0 A15~A0 OE WE CS U3D7~D0 A15~A0 OE WE CS

U4

D7~D0

A15~A0 OE CS U5

≥1 ≥1 ≥1 ≥1 ≥1 VCC