第31章 静态RAM存储器应用
存储器的原理及应用
存储器的原理及应用1. 存储器的原理存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储和检索数据。
根据存储器的原理，可以将其分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
1.1 随机存取存储器（RAM）RAM是一种可以随机读取和写入数据的存储器。
它由一系列存储单元组成，每个存储单元都有唯一的地址，可以通过地址访问存储的数据。
RAM采用电容或电子管等物理元件来存储数据，其存储能力比较大，并且读写速度快，但是数据在断电时会丢失。
RAM有两种常见的类型：静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。
SRAM利用触发器来存储数据，因此读取速度较快，但是占用空间较大，价格较贵。
DRAM则采用电容来存储数据，由于电容会逐渐放电，需要定期刷新，所以读取速度相对较慢，但是价格相对较低。
1.2 只读存储器（ROM）ROM是一种只能读取而不能写入的存储器。
它通常用于存储初始程序和固件等数据，这些数据在计算机启动时需要被加载。
ROM的数据是永久存储的，不会因为断电而丢失。
ROM的读取速度较快，但是不能被用户随意修改。
根据存储方式的不同，ROM又可以分为可编程只读存储器（PROM）、只读存储器（ROM）和闪存（Flash）等类型。
PROM可以由用户进行一次性的编程，ROM的数据在制造时被写入，不可修改，而闪存是一种可以电子擦除和重新编程的存储器。
2. 存储器的应用存储器作为计算机系统的核心组件之一，在各个领域都有广泛的应用。
2.1 个人电脑个人电脑中使用的RAM主要是SRAM和DRAM。
这些存储器用于存储正在运行的程序和数据，可以提供快速读写的性能。
此外，个人电脑中也会使用固态硬盘（SSD）作为辅助存储器，SSD使用闪存存储技术，具有快速的读取速度和低能耗。
2.2 服务器和大型计算机服务器和大型计算机通常需要大容量的存储器来处理海量的数据。
这些系统使用的存储器通常是DRAM，通过多通道和高频率的设计来提供高带宽和低延迟的性能。
ram的应用举例及原理
RAM的应用举例及原理RAM简介RAM (Random Access Memory) 是计算机中一种常见的内存类型，用于临时存储数据和指令。
与ROM (Read-Only Memory) 不同，RAM可以读取和写入数据，其内容随电源关闭而丢失。
RAM可以快速访问，因此在计算机系统中扮演着重要的角色。
RAM的原理RAM的原理是基于电子存储单元来存储数据。
每个存储单元都由一个开关和一个电容器组成，用于表示一个位 (0或1)。
通过充电和放电来表示位的状态，电容器充满时表示位为1，电容器不充满时表示位为0。
RAM通过读取和写入电容器的状态来存储和检索数据。
RAM的应用举例1. 操作系统内存管理在操作系统中，RAM被广泛用于存储操作系统本身和运行的应用程序。
操作系统通过内存管理技术将可用的RAM划分成不同的区域，并为每个应用程序分配一定的内存空间。
这样可以保证每个应用程序都有足够的RAM来执行任务，同时避免应用程序之间的干扰。
•列点1：RAM在操作系统中用于存储操作系统本身和运行的应用程序。
•列点2：操作系统通过内存管理技术将可用的RAM划分成不同的区域。
•列点3：每个应用程序分配一定的内存空间，以保证它们能够正常运行。
2. 数据库管理系统在数据库管理系统中，RAM用于存储数据库的缓存。
由于RAM具有高速访问的特点，将数据库的常用数据存储在RAM中可以极大地提高数据库的访问性能。
通过RAM缓存，数据库系统可以在快速地检索和更新数据。
•列点1：RAM用于存储数据库的缓存。
•列点2：将常用数据存储在RAM中可以提高数据库的访问性能。
•列点3：通过RAM缓存，数据库系统可以在快速地检索和更新数据。
3. 图形处理在图像和视频处理应用中，RAM用于存储图像数据。
图像处理程序可以将图像读取到RAM中，进行处理和操作，然后将结果写回到RAM中或输出到显示器。
高速的RAM可以保证图像处理过程的流畅性和快速响应。
•列点1：RAM用于存储图像数据。
静态ram的名词解释
静态ram的名词解释静态RAM（Static Random-Access Memory）是一种常用于计算机内存系统的半导体存储器。
它与动态RAM（Dynamic Random-Access Memory）相对，两者之间有着一些重要的差异。
本文将对静态RAM进行详细的名词解释，介绍其结构、工作原理、特点以及应用领域。
一、结构和工作原理静态RAM由一组存储单元组成，每个存储单元通常由一个触发器（flip-flop）构成。
存储单元可存储一个二进制位（0或1），多个存储单元则构成了一个静态RAM单元。
在每个存储单元中，触发器的状态（高电平或低电平）表示着对应二进制位的值。
静态RAM以位（bit）为基本存储单元，不同于动态RAM以字节（byte）为基本存储单元。
每个位都由一个触发器组成，通常由6个晶体管构成。
这些晶体管实现了存储、刷新和读取操作。
在静态RAM中，数据的状态可以被保持，直到被修改或重新写入。
这种保持数据的特性使得静态RAM较为快速，读取速度快，对读写访问速度的限制较小。
然而，静态RAM也需要消耗更多的电力和占用更多的空间。
二、特点1. 高速性：相对于动态RAM而言，静态RAM具有更快的存取速度。
这主要是因为静态RAM存储单元的构造较为简单，不需要刷新操作。
2. 不需要刷新：静态RAM的数据状态可以一直保持，无需定期刷新。
这在某些实时应用中尤其重要，例如高性能计算、图像处理和网络通信等。
3. 较低的功耗：由于静态RAM不需要频繁的刷新操作，相对于动态RAM而言，它对功耗的需求较低。
4. 容量限制：静态RAM存储单元所需的面积较大，因此相对来说其容量限制较为严格。
这也导致静态RAM在成本上相对较高，因此在大容量存储需求下往往采用动态RAM。
5. 稳定性：静态RAM的存储单元可以保持数据状态，因此对于需要保持长时间数据稳定性的应用是一种理想的存储解决方案。
三、应用领域静态RAM广泛应用于各种计算机系统和电子设备，包括个人电脑、服务器、网络路由器、嵌入式系统等。
静态随机存储器原理
静态随机存储器原理
静态随机存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM）是一种常用的计算机内部存储器类型。
它与动态随机存储器（DRAM）相比，具有读取速度快、功耗低和可并行操作的
优点。
SRAM的基本原理是利用存储电路中的触发器。
触发器是一
种具有两个互补输出的电路，可以存储一个比特（0或1）。
SRAM由若干个触发器组成，每个触发器存储一个比特，多
个触发器并联构成一个字（Word）。
SRAM的读取操作是通过将要读取的地址传入地址译码器，
译码后的信号确定了唯一的一个字的输出。
读取操作不会影响存储内容，因为SRAM的读取操作可以反复进行而不需要刷
新操作。
SRAM的写入操作是将要写入数据和目标地址同时传入存储
单元，对应地址的触发器会改变原有的存储值。
写入操作也不会影响其他存储单元。
SRAM的优势之一是读取速度快，因为它采用了并行读取方式，可以同时读取多个比特信息。
此外，SRAM不需要进行
刷新操作，因此工作速度更高。
然而，SRAM也存在一些限制。
首先，SRAM采用了更多的
逻辑门电路，使得每个存储单元的面积更大，导致相同存储容量的SRAM芯片比DRAM芯片更大。
其次，SRAM的功耗较
大，因为它需要持续地给触发器供电以保持数据。
总体而言，SRAM是一种速度快、功耗低、并行操作能力强
的存储器类型，广泛应用于高性能计算机和缓存存储器等领域。
但由于其成本较高、容量限制和功耗问题，它并不适用于大容量存储需求。
单片机的RAM存储器详解
单片机的RAM存储器详解随着计算机技术的不断发展，单片机作为一种集成电路芯片，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
而在单片机中，RAM存储器是一种非常重要的组成部分，它承担着临时存储数据的功能。
本文将详细解析单片机的RAM存储器，包括其定义、分类、特性以及应用等方面。
一、RAM存储器的定义RAM（Random Access Memory）即随机存取存储器，它是一种电子数字式存储器，能够按任意顺序访问其中的存储单元。
与之相对应的是ROM（Read-Only Memory），只能读取而不能写入。
二、RAM存储器的分类根据存储单元内容的易失性，RAM存储器可以分为静态RAM （SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。
1. 静态RAM静态RAM采用存储单元由触发器构成，存储单元内部无需再进行刷新操作。
它的特点是读写速度快，但占用的空间较大。
静态RAM广泛应用于高性能嵌入式系统，如通信设备、计算机内存等。
2. 动态RAM动态RAM的存储单元由电容构成，需要定期刷新来保持数据的稳定。
它的特点是存储单元内部简单，占用空间小，但读写速度较慢。
动态RAM主要应用于低成本的嵌入式系统，如消费电子产品中的视频游戏机、智能手机等。
三、RAM存储器的特性RAM存储器有以下几个主要特性：1. 随机读写：RAM存储器可以根据地址直接读写数据，不需要按顺序进行操作。
2. 数据易失性：RAM存储器是易失性存储器，即断电后存储的数据会丢失。
因此，在单片机使用RAM存储数据时，需要特别注意数据的备份和保护。
3. 存储密度高：RAM存储单元内部结构简单，实现的存储密度较高。
4. 读写速度快：相比于ROM存储器，RAM存储器的读写速度更快，适合对数据进行频繁读写的应用场景。
四、RAM存储器的应用RAM存储器在单片机中广泛应用于各种需要临时存储数据的场景，下面是一些常见的应用：1. 作为程序存储器：在单片机中，RAM存储器可以用作存储程序代码，这种方式被称为RAM执行。
静态ram基本电路
静态ram基本电路静态RAM（Static Random Access Memory），简称SRAM，是一种常见的存储器类型。
它是一种基于半导体技术的存储器，用于存储和读取数据。
在计算机硬件中，SRAM经常被用作高速缓存和寄存器等重要部件。
静态RAM的基本电路由一组存储单元组成，每个存储单元都由一个触发器和两个传输门构成。
这些存储单元可以存储一个比特的数据，每个存储单元都有一个地址，用于读取或写入数据。
SRAM的基本原理是利用触发器来存储和保持数据。
触发器是由多个逻辑门组成的电路，它可以存储一个比特的数据。
触发器有两个稳定状态，分别为“0”和“1”，并且可以根据输入信号进行状态的切换。
当输入信号满足特定条件时，触发器的状态会发生变化。
SRAM利用这种特性来存储和读取数据。
SRAM的读取操作是通过传输门来实现的。
传输门是一种逻辑门，它可以控制数据的传输。
当传输门打开时，数据可以从存储单元中传送到输出线路上，供外部电路使用。
读取操作是通过将存储单元的地址输入到地址线上，并将读取信号输入到传输门上来实现的。
SRAM的写入操作也是通过传输门来实现的。
当写入信号输入到传输门上时，数据可以从输入线路传输到存储单元中。
写入操作是通过将存储单元的地址输入到地址线上，并将写入信号和待写入数据输入到传输门上来实现的。
静态RAM相比于动态RAM（Dynamic Random Access Memory）具有许多优点。
首先，SRAM的读取速度更快，响应时间更短，适合用作高速缓存和寄存器。
其次，SRAM的读取和写入操作都不需要定时刷新，相对更简单和快速。
此外，SRAM具有更低的功耗和更长的寿命。
然而，静态RAM也存在一些缺点。
首先，相对于动态RAM，SRAM的存储密度较低，占用的面积更大。
其次，SRAM的成本更高，制造和维护成本都较高。
此外，SRAM在功耗和发热方面也比动态RAM更高。
总的来说，静态RAM作为一种常见的存储器类型，在计算机硬件中扮演着重要的角色。
存储器的工作原理与应用分析
存储器的工作原理与应用分析随着科技的不断进步，我们的生活离不开电子设备，而这些电子设备中又离不开存储器的支持。
存储器作为电子设备中重要的组成部分，起到了数据存储和读写的关键作用。
本文将深入探讨存储器的工作原理及其应用分析。
一、存储器的工作原理存储器的工作原理可以简单地说是通过电信号进行数据的存储和读取。
存储器的基本单元是存储单元，每个存储单元由一个或多个存储元件组成。
根据存储元件的工作原理的不同，存储器可以分为静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM）。
静态存储器是基于触发器电路的存储器，具有快速读写速度和不需要刷新的优点。
它的工作原理是利用二叉触发器（Flip-flop）存储数据，每个二叉触发器可以存储一个位的数据（0或1）。
静态存储器通常用于高速缓存和寄存器等需要快速读写的场合。
动态存储器则是基于电容的存储器，相比于静态存储器，它具有容量大的优点。
动态存储器的工作原理是利用电容存储电荷，每个存储单元是由一个电容和一个开关构成。
当写入数据时，电容会存储一个电荷，代表1或者0；而当读取数据时，电容的电荷会被放大并转换为电信号。
动态存储器常用于内存和扩展存储器等需要大容量的场合。
二、存储器的应用分析1. 计算机内存：计算机内存是存储器的主要应用场景之一。
计算机内存通常指随机访问存储器（RAM），用于存储计算机程序和数据，供CPU进行快速读写。
在计算机内存中，静态存储器用于高速缓存，提供CPU快速读取数据的支持，而动态存储器则用于主存，提供大容量的数据存储。
2. 手机存储：手机作为现代人们的必备设备之一，存储器对于手机的性能和用户体验至关重要。
手机存储常采用闪存作为主要存储介质，闪存具有非易失性、相对较低的功耗和高速的读写速度。
同时，闪存还可以做为应用程序和文件的存储介质，满足手机用户对数据存储的需求。
3. 数字相机存储：数字相机作为摄影爱好者和专业摄影师的重要工具，存储器在其中起到了关键的作用。
存储器的应用
2006年2月
EDA室 卢庆莉 编写
使用8个存储单元，4根数据线。 F1= 1 1 0 0 1 1 0 0 F2= 1 1 1 1 0 0 0 0 F3= 1 1 0 1 1 0 1 1 F4= 1 0 1 1 1 0 0 1 →D0 →D1 →D2 →D3
数据D7~D0：0F 07 0A 0E 0D 01 04 0C
2006年2月
EDA室 卢庆C
8192
个存 储单 元
2006年2月
EDA室 卢庆莉 编写
GC Gf
隧道区
2006年2月
EDA室 卢庆莉 编写
实验中所用器件型号为： 28C64B型E2PROM(电可改写的ROM)
• 存储容量为：8K×8位=213 × 8位； • 总共有13根地址线：A0~A12。
实验内容：新教材P214 T1
F1= 1 1 0 0 1 1 0 0 实验提示：
F2= 1 1 1 1 0 0 0 0
固定ROM:内容由厂家制作。ROM
ROM 可编程ROM：可一次性编程。PROM
可擦除可编程ROM：可多次改写 双极型 RAM
EPROM E2PROM UVEPROM
RAM SAM
2006年2月
SRAM（静态） DRAM（动态）
单极型 （MOS）
MOS移位寄存器 电荷耦合器件CCD移位寄存器
EDA室 卢庆莉 编写
2006年2月
EDA室 卢庆莉 编写
存取速度(工作速度)
• 存取速度用存取周期表示。
从存储器开始存取第一个字到能够存取 第二个字为止。所需的时间称为存取时间 或存取周期。它是衡量存储器存取速度的 重要指标。
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31.2.4 系统电路原理图
• 系统电路原理图，如图所示。
31.2.5 建立项目
• 这里采用Keil C51语言进行程序设计。首先在 Keil μ Vison3集成开发环境中建立项目，具体操 作步骤如下：
31流程图，如图所示。
31.2.7 系统运行
31.2 静态RAM存储器读写实例
• 在单片机测控系统中，静态RAM存储器常用于程序存储器和 数据存储器。这里通过一个具体的实例，讲解如何使用静 态RAM存储器HM628128作为外部数据存储器，以及静态RAM 存储器的读写。 • 目前，在测控领域，计算机的应用越来越广泛。使用计算 机做远程控制、数据采集、数据处理等十分方便。计算机 在完成这些任务的时候，需要和外部设备进行通信。 • 由于一般的计算机上都集成有串行接口，可以采用串行接 口和外部设备进行通信。51系列单片机内部也集成有一个 全双工的串行异步通信接口，因此，在本实例中采用单片 机作为桥梁，实现计算机和外部设备的通信，并完成静态 RAM存储器的读写。
31.2.1 系统原理
• 这里，我们通过计算机读写静态RAM芯片，这里单片机作为计算机与外部 RAM存储器通信的桥梁。这个例子，涉及知识面比较广。其中用到单片机 串行接口的设计、静态RAM芯片的读写、计算机串行接口设计等。 首先介绍一下整个系统设计的框架，如图所示。其中上位机，即计算机， 需要将一批数据保存到外部的静态RAM芯片HM628128中。上位机和单片机 AT89S52通过串行通信接口相连，单片机在读写外部静态RAM芯片HM628128 时，采用并行接口方式读写。 整个系统的数据流向是，上位机将数据通过串行通信接口逐个发送给单片 机，单片机接收到数据后，将数据依次写入HM628128的存储单元，直至写 满。当数据发送完毕后，计算机再将数据从HM628128中读取出来，并送回 上位机，以验证RAM中数据的正确性。
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31.2.2 串行通信接口概述
• 目前计算机以及绝大多数的测控设备中都配备有 异步串行通信接口，主要包括以下3种： • 基本串行通信接口RS-232A、RS-232B和 RS-232C • 增强型串行通信接口RS-449、RS-422、RS-423和 RS-485 • 20mA电流环 • 因此，通过这些标准接口，能够方便地将单片机 和外部测控设备、计算机或测量仪器等连接起来， 构成一个完整的控制、通信系统。下面分别介绍 这几种接口标准，其中RS-232C是最常用的，本章 实例将使用该接口标准和单片机进行通信设计。
31.1.1 RAM存储器概述
• RAM存储器又称随机存取存储器(Random Access Memory)，简称为RAM，它能够在存储器中任意指 定的地方随时写入或读出信息；当电源掉电时， RAM 里的内容即消失。 • 根据存储单元的工作原理，RAM 又分为静态RAM 和动态RAM。 • 静态RAM 用触发器作为存储单元存放1 和0，存取 速度快，只要不掉电即可持续保持内容不变。一 般静态RAM 的集成度较低，成本较高。 • 动态RAM 的基本存储电路为带驱动晶体管的电容。 电容上有无电荷状态被视为逻辑1 和0。随着时间 的推移，电容上的电荷会逐渐减少，为保持其内 容必须周期性地对其进行刷新(对电容充电)以维 持其中所存的数据。
31.1 静态RAM存储器概述
• 存储器是计算机或者单片机的记忆部件。微处理 器的CPU 将执行的程序、处理的数据以及中间结 果等都存放在存储器中。 • 目前常用的存储器芯片几乎全部采用半导体存储 器。其有两个指标： • 存储容量，反映了存储记忆信息的多少； • 存取时间，反映了工作速度的快慢。 • 半导体存储器芯片根据应用可分为读写存储器 (RAM)和只读存储器(ROM)两大类。其中RAM同时支 持读和写的操作，因此应用十分广泛。这里主要 介绍RAM存储器。
31.1.2 静态RAM芯片HM628128
• 静态RAM芯片HM628128的DIP封装的引脚示意图， 如图所示。该芯片为CMOS型静态RAM，内部共有 128k×8bit，即128k字节的存储空间。
31.1.3 静态RAM芯片HM628128的读写
• 静态RAM芯片HM628128的读写操作由引脚、CS2、 和等来实现。HM628128读写操作的逻辑功能表， 如表所示。
31.2.3 单片机与RS-232C的接口
• 本例中需要采用单片机作为数据通信的桥梁。前 面介绍过计算机的RS-232C接口的电平范围为15V~+15V，由于单片机的接口电路为TTL信号，因 此单片机与具有RS-232C标准的串行接口（例如计 算机）进行通信的时候，首先要解决的便是电平 转换的问题。一般来说，可以选择一些专用的集 成电路芯片。 • 对于单向的串行数据传输，可以选择MC1489或 SN75189芯片来实现EIA电平到TTL电平的转换，也 可以选择MC1488或者SN75188芯片来实现TTL电平 到EIA电平的转换。这些芯片只能实行单方向的电 平转换，并且使用时需要提供±12V的电源电压， 这对于5V供电的单片机系统来说，不是很方便。
• 上位机的程序可以采用VC++ 6.0或VB进行开发， 由于VC方面的程序设计不是本书的重点，这里不 再具体介绍程序的设计步骤，用户可以参阅其它 介绍VC或VB等介绍串口程序设计的书籍。 • 上位机软件的主要功能是选择特定的文件，并将 其通过串行口发送给单片机，同时还可以接收单 片机返回的数据。
精品课件！
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31.3 小结
• 本章详细讲述了RAM存储器的种类和特点，并重点 讲解了应用最为广泛的静态RAM存储器。本章还对 一款常用的静态RAM存储器HM628128进行了详细介 绍。最后，通过一个综合的实例介绍了静态RAM存 储器的读写。实例中使用了计算机的串行通信接 口，以及单片机的串行接口设计。通过本章的讲 解，读者可以掌握单片机系统中静态RAM存储器的 读写以及计算机串行的应用。