第11章数据的存储采集与转换.ppt
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1、第11章 数据的存储、采集与转换,*11.1半导体存储器 *11.2采样和保持电路 11.3 数模转换电路 11.4 模数转换电路,半导体存储器分类:,按功能,只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM),顺序存取存储器(sAM),*11.1半导体存储器,11.1.1.1 ROM的电路结构,图11-1 ROM的结构图,ROM矩阵的容量=字数位数=2nM,11.1.1 只读存储器ROM,11.1.1.2 ROM的工作原理,W0W3四条字线,表达式为,输出D3D2D1D0与地址译码器输出 端字线W0W3的逻辑关系为,把W0W3与输入地址码A1A0关系代入有,在绘制中、大规模集成电路的逻辑图时,为
2、了方便 起见常用如图11-3所示的简化画法,有二极管的存 储单元用一黑点表示。,例11-1 用简化的ROM存储矩阵设计全加器。,解: 首先列出真值表,逻辑函数表达式,存储器的简化矩阵阵列图如图所示。,由双极型晶体管和MOS型场效应管构成的存储矩 阵分别如图所示。,一次编程只读存储器PROM,结构示意图,11.1.2.1 RAM的基本结构和工作原理,11.1.2 随机存取存储器(RAM),1存储矩阵,存储矩阵:由存储单元(即位)构成,一个存储单元存储一位二进制数码“1”或“0”。存储器是以字为单位进行存储的。,存储容量, 存储器含存储单元的总个(位)数。,2地址译码,存储容量 = 字数(word
3、) 位数(bit),地址译码电路的功能是实现字的选择,每输入一 组地址码就选择出一个字,只能对选择出的这个 字进行读操作或写操作。,3读/写控制电路与片选控制电路,读/写控制电路用于对电路的工作状态进行控制。,当R/W=1时,执行读操作,R/W=0时,执行写操作。,4片选控制,当CS=0时,选中该片RAM工作, CS=1时该片 RAM不工作。,如图所示电路是一个10244位RAM的实例2l14 的结构框图。,11.1.2.2 RAM容量的扩展,1位扩展(字长扩展),地址线、读/写控制线、片选线并联,输入/ 输出线分开使用,如用 2 片 1024 4 位 RAM 扩展为 1024 8 位 RAM
4、,2字扩展(地址扩展),字数的扩展可利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入端CS来实现。,如 将1024 4的RAM扩展为4K4位的RAM,采样和保持电路的任务是当输入信号变化较快时,要求输出信号能快速而准确的跟随输入信号的变化进行间隔采样,在两次采样之间保持上一次采样结束时的状态,,如图所示电路为采样保持电路的原理图和输出波形, 采样保 持电路由运算放大器、保持电容C和开关S组成。,*11.2 采样和保持电路,合理的采样频率由采样定理确定。,采样定理:设采样信号S(t)的频率为fs,输入模拟信I(t)的最高频率分量的频率为fimax,,则 fs 2fimax,如图所示电路是集成采样保持电路L
5、F198的电路原理图及 符号。,模数与数模转换器是计算机与外部设备的重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要部件。,将模拟量转换为数字量的装置称为模数转换器(简称A/D转换器或ADC);,传感器,模拟控制,模拟信号,数字计算机,数字控制,数字信号,ADC,DAC,将数字量转换为模拟量的装置称为数模转换器(简称D/A转换器或DAC),11.3 数模转换电路,一个n位二进制数可表示为,其最高位到最低的权依此为,数模转换(D/A转换器)的基本思想: 由于构成数字代码的每一位都有一定的“权”,因此为了将数字量转换成模拟量,就必须将每一位代码按其“权”转换成相应的模拟量,然后再将代表各位的模拟量相加即
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