单片机只读存贮器.doc

§ 只读存储器
只读存储器(ROM)的特点是:其内容是预先写入的而且一旦写入,使用时就只能读出不能改变,掉电时也不会丢失,ROM器件还具有结构简单、信息度高,价格低,非易失性和可靠性高等特点。
对ROM内容的设定(写入)称为编程,根据编程方式的不同,ROM可分为四类:
掩膜ROM(MaskROM)
可编程ROM(即PROM)
可擦除可编程ROM(EPROM)
电可擦除可编程ROM(EEPROM)。
掩膜型ROM
掩模型ROM中的信息是由生产厂家根据用户要求(给定的程序和数据)对芯片图形掩膜后进行两次光刻而制成的,所以,生产第一片这样的ROM是很昂贵的,但复制同样内容的ROM就很便宜,因而掩膜式ROM适用于成批生产的定型产品,如用于存放PC/XT的BIOS,BASIC语言解释程序,或系统监控程序等。
掩膜ROM中的每个存储元电路只需用一个偶合元件,一般可用二极管、MOS晶体管、双极型晶体管构成。一般MOS型的集成度高、功耗小、但速度慢,双极型的速度快,但功耗大,所以只适用于速度要求较高的系统中。
图所示为一个简单的4×4位MOS型ROM,采用单译码结构,两位地址线A1A0译码后可译出四种状态(00,01,10,11),输出4条(字)选择线,可分别选中四个单元,每个单元有4位数据(D3一D0)输出。
掩膜ROM示意图
在图中所示的矩阵中,在行和列的交叉点上,有的连有MOS管,有的没有连,这是生产厂家根据用户提供的程序来决定的。有管子表示该位为“0”,没有管子,表示该位为“1”。
若地址线A1A0=00,则选中0号单元,即字线0为高电平,则凡与该行相连的MOS管导通(如D2、D0列),对应的位(列线)输出为0,而不与该行相连的列线(位)因无MOS管而输出为“1”,如D3、D1两列为1,则第一行(即第0单元)输出D3——D0=1010。可见存储器的内容取决于制造工艺。下表为上图存储矩阵的存放内容。

可编程ROM(PROM)
为了方便用户根据自己的需要确定ROM的内容,提供了一种可编程ROM(即PROM),它允许用户编程一次。
在 PROM中,通常用二极管或双极型三极管作存储单元。
右图所示是用双极型三极管作存储元电路的,在这种存储单元中,每一位三极管的发射极上串接一个可熔金属丝,出厂时所有管子发射极上的熔丝是完整的,管子可将位线和字线连通,表示存有信息
“0”(即整个芯片末使用前全为“0”)。
用户编程时,根据程序要求,对需要写入“l”的位,通以足够大的脉冲电流[典型的熔断电流为(50—100)nA,周期为几个微秒],使相应位的熔丝烧断,该位便存入信息“l,,。末被熔断的位仍为“0”,从而实现了信息的一次性写入。
虽然PROM可由用户自由编程写入信息,但由于熔丝一旦编程烧断,就无法恢复,所以,PROM只允许用户编程一次,这对需要经常修改程序内容的应用场合是很不方便的。
目前,很多OTP型的单片机就是一次性编程的。
可擦除可编程R0M(EPROM)

掩膜型ROM和PROM中的内容一旦写入,就无法再改变,为了开发方便,可以擦除重写的可编程只读存贮器应运而生。
EPROM由于是以浮栅型MOS管作存储单元,它里面存储的内容可以通过紫外线光的照射而被擦除,而且又可再用电流脉冲对其重新编程写入程序或数据,而且还可多次进行擦除和重写,故称为可擦除可编程序ROM,因而EPROM得到了广泛的应用。
—— 2764
典型EPROM芯片有多种型号,常用的有:2716(2K×8)、2732(4K×8)、2764(8K×8)、 27128 (16K×8)、27256(32K×8)等。下面以2764(8K×8)芯片为例,说明EPROM的性能和工作方式。
Intel2764是8K×8的EPROM。图所示是2764的外引脚和功能框图。

管脚定义如下:
A0一 A12:地址线,13位(对应8K存储单元),输入;
O7 — O0:数据线,8位,双向,编程时作数据输入线,读出时作数据输出线;
: 片选允许,输入,低电平有效;
: 输出允许,输入,低电平有效,连读信号;
: 编程脉冲控制端,输入,连编程控制信号;
Vpp: 编程电压输入端;
Vcc: 电源电压,十5V。
工作方式 2764有4种工作方式:读方式、编程方式、检验方式和备用方式,

●读方式
这是2764最常使用的方式,在读方式下,Vcc和Vpp均接十5V电压,接低电平,从地址线A12——A0接收CPU送来的所选单元地址,然后使、均有效(为低电平),于是经过一个时间间隔,所选单元的内容即可读到数据总线上。图为2764读方式