Читать «Занимательно о микроконтроллерах» онлайн - страница 18

Другая часть данных представляет интерес только в течение относительно короткого промежутка времени, в процессе работы устройства. В зависимости от этих требований различается и внутреннее устройство микросхем.

Достаточно часто при длительном хранении данных требуется только операция считывания. При этом их можно записать в процессе изготовления устройства. Поэтому такие микросхемы получили название постоянных запоминающих устройств. Так как в этих микросхемах производится только одна операция, то и внутреннее устройство у них проще. Именно по этой причине начнем изучение внутренней структуры запоминающих устройств с постоянных запоминающих устройств.

Постоянные запоминающие устройства

Очень часто в различных устройствах требуется хранение информации, которая не изменяется. Это программы в микроконтроллерах, начальные загрузчики и BIOS в компьютерах, таблицы коэффициентов цифровых фильтров в сигнальных процессорах. Практически всегда эта информация не требуется вся сразу, обычно требуется доступ к отдельным ее фрагментам.

Простейшие устройства для запоминания постоянной информации можно построить на мультиплексорах. Схема такого постоянного запоминающего устройства приведена на рис. 3.1; это устройство содержит восемь одноразрядных ячеек памяти. Запоминание конкретного бита в одноразрядной ячейке производится присоединением соответствующего входа мультиплексора к источнику питания (высокий уровень — запись единицы) или к общему проводу (низкий уровень — запись нуля). Выбор конкретной ячейки памяти осуществляется при помощи адресных входов А0-А2. В приведенной на рис. 3.1 схеме — это входы управления мультиплексора.

Рис. 3.1. Схема постоянного запоминающего устройства, построенного на мультиплексоре

Обычно информация на выходе ПЗУ не требуется постоянно. Она должна быть предоставлена только по специальному запросу. Этот запрос формируется посредством сигнала чтения RD. Название этого сигнала расшифровывается как read (читать). Сигнал RD можно завести на внутренний дешифратор мультиплексора, как это показано на рис. 3.1. То есть содержимое ячейки памяти появится на выходе ПЗУ только при активном сигнале чтения RD. При всех других условиях выход микросхемы будет оставаться в высокоомном состоянии.

При построении устройств памяти обычно требуется иметь возможность расширения объема памяти. Это выполняется с помощью дополнительной микросхемы и дополнительной линии адресной шины. Кроме того, добавляется дешифратор адреса. Его нужно таким образом подключить к микросхемам памяти, чтобы он запрещал работу одной из микросхем памяти или разрешал работу другой в зависимости от адреса читаемой ячейки. Для подключения дополнительного дешифратора адреса служит еще один вход выбора кристалла CS (chip select — выбор кристалла). С точки зрения функционирования ПЗУ сигналы чтения RD и выбора кристалла CS не различаются, поэтому их можно объединить при помощи логического элемента «2И».

На схемах ПЗУ обозначается, как показано на рис. 3.2. На нем приведено условное графическое обозначение, соответствующее схеме рис. 3.1. Надпись «ROM» в среднем поле является сокращением от английских слов read-only memory (память, доступная только для чтения).