单片机外围器件实用手册——存储器分册 (2009 年度畅销榜NO.53562 )

本书是一本较全面介绍各种存储器应用的实用手册。其中包括：各种静态读写存储器SRAM、动态读写存储器DRAM、伪静态读写存储器PSRAM、一次性编程只读存储器OTPROM、可擦写只读存储器EPROM、可电擦写只读存储器EEPROM、快擦写存储器Flash Memory、非易失性静态读写存储器NVSRAM、新型非易失性铁电存储器FRAM、各种多端口读写存储器；另外还介绍了用于掉电数据保护的存储器插座和各种含片内存储器的微控制器；最后介绍一系列典型而实用的存储器应用技术。\r\n\r\n 本书可作为计算机、电子产品、仪器仪表、家用电器等工程技术人员设计和维修，以及大专院校师生用于教学的存储器应用参考书和工具书。\r\n
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前言 \r\n\r\n 绪论 \r\n\r\n 使用符号说明 \r\n\r\n 使用略缩语说明 \r\n\r\n 第一章 易失性存储器 \r\n\r\n 1. 1 静态读写存储器SRAM \r\n\r\n 1. 2 伪静态读写存储器PSRAM \r\n\r\n 1. 3 动态读写存储器DRAM \r\n\r\n 第二章 非易失性存储器 \r\n\r\n 2. 1 可紫外线擦除可编程只读存储器EPROM和一次性编程ROM \r\n\r\n 2. 2 可电擦除可编程只读存储器EEPROM \r\n\r\n 2. 3 快擦写可编程只读存储器Flash Memory \r\n\r\n 2. 4 非易失性静态读写存储器NVSRAM \r\n\r\n 2. 5 铁电介质读写存储器FRAM \r\n\r\n 第三章 多端口读写存储器MPRAM \r\n\r\n 3. 1 双端口RAM \r\n\r\n 3. 2 FIFO存储器 \r\n\r\n 3. 3 其他多端口存储器 \r\n\r\n 第四章 内嵌电池掉电自保护存储器插座 \r\n\r\n 4. l 掉电自保护SRAM插座 \r\n\r\n 4. 2 带实时时钟的掉电自保护存储器插座 \r\n\r\n 4. 3 分区写保护掉电自保护SRAM插座 \r\n\r\n 4. 4 带实时时钟和NVSRAM的超级微控制器插座DS1310／1311 \r\n\r\n 第五章 微控制器片内存储器 \r\n\r\n 5. 1 Motorola公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 2 Intel公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 3 Philips公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 4 Zilog公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 5 National Semiconductor公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 6 Microchip公司微控制器系列中含存储器的芯片 \r\n\r\n 5. 7 Atmel公司微控制器系列中含存储器的芯片 \r\n\r\n 5. 8 NEC公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 9 Toshiba公司微控制器系列中含存储器的芯片 \r\n\r\n 5. 10 Fujitsu公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 11 Panasonic公司微处理器系列 \r\n\r\n 5. 12 Hitachi公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 13 Texas Instruments公司微控制器系列 \r\n\r\n 5. 14 Holtek公司微控制器系列 \r\n\r\n 第六章 存储器应用技术 \r\n\r\n 6. l 存储器扩展技术 \r\n\r\n 6. 2 存储器兼容设计技术 \r\n\r\n 6. 3 EPROM应用技术 \r\n\r\n 6. 4 EEPROM应用技术 \r\n\r\n 6. 5 存储器节能设计技术 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 附录 国内外生产半导体存储器器件公司和代理商名录 \r\n
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单片机（Microcontroller, 微控制器）的出现无疑是近代计算机技术发展史上的重要事件, 它使嵌入式计算机系统实现了单片集成, 并促进通用微处理器（CPU）向嵌入式微处理器发展. 如今, 嵌入式微控制器与嵌入式微处理器形成了嵌入式系统中两个重要组成部分. 它的形成与发展, 使现代电子技术进入到一个崭新的智能化时代, 并推动了计算机外围器件的发展. 这些外围器件包括诸如传感器接口通道的大信号输出的传感器, 数字化. 智能化. 集成化传感器, 各种类型的模数转换器, 集成化数据采集器, V／F转换器. 跟踪／保持器. 多路选择器. 基准电源等, 人机对话的各种键盘驱动器. LED／LCD显示驱动器及相应的显示模块, 语音合成器件, 伺服控制通道接口的数据转换器. F／I转换器. 光耦驱动器, 以及形形色色的电子电力集成器件, 数据通信通道接口的各类电平转换与驱动等, 以及保证单片机可靠运行的uP监控器件. 电源监视器件和单片机系统内. 外的存储器件等. 这无疑已形成了一个庞大的嵌入式系统外围器件产业.

目前, 外围器件技术的发展, 已从初期满足单片机应用系统的功能要求转入全面保证系统的综合品质的发展阶段. 例如, 存储器件除了注意发展存储容量. 存取速度外, 还注意了发展存储器件的数据保护. 存取管理. 多样化接口技术等, 在许多外围器件中实现单片机的实时管. 控运行功能, 如关断（Shutdown）. 休闲（Idle）方式控制等.

随着微电子技术的发展, 可编程器件得到迅速的发展. 在数字逻辑器件领域中, 可编程器件与开发工具已达到十分完美的境地. 随着数字／模拟混合可编程逻辑器件的发展, 单片机外围器件将会形成两大类型器件（可编程组合器件与非可编程器件）相互补充. 相互竞争的局面.

随着半导体工艺. 系统集成技术. 电子设计技术的发展, 单片机外围器件在迅速地发展, 并具有以下几个特点：

1. 普遍CMOS化. CMOS器件有极低的静态功耗, 集成度高, 数字逻辑噪声容限大. 静. 动态功耗的巨大差别易实现单个器件及整机系统的功耗管理.

2. 多功能. 新品种层出不穷. 微电子技术的发展, 使得新器件的研制成本. 研制周期大大缩短, 使得过去常常需要电路设计解决的功能通过微电子设计技术来解决, 如函数发生器. 数字电位器. 温度计IC. 光栅四倍频辨向集成电路等. 对这些外围器件很难进行分类.

3. 实现低电压. 低功耗及功耗管理功能. CMOS电路为实现低电压. 低功耗及功耗管理提供了良好的条件. 目前, 这已是CMOS外围器件发展的一个普遍趋向. CMOS器件本身以及在低电压下运行保证了本质低功耗的运行特点. 而使CMOS器件进入静态工作状态或使工作频率降低, 则是CMOS器件日益发展的Shutdown和Idle功耗管理方式. CMOS器件以及CMOS电路系统中, 功耗管理除了降低能耗外, 最重要的意义在于使系统获得更高的可靠性.

4. 可靠性技术是所有单片机外围器件的重要追求目标. “使用新器件要比老器件可靠性好”已逐渐形成一种新观念. 除了在新器件研制时把可靠性技术作为一个重要技术因素融入外, 减少外围元件. 加大集成度也是重要原因.

单片机外围器件的多样化. 全方位的发展, 使单片机应用系统设计走上了依靠微电子技术的“系统解决”和“器件解决”道路.

1. 在单片机应用系统设计中, 寻求最大限度的系统集成, 以减少外围器件数量. 其一是选择通用逻辑阵列器件, 通过通用编程工具构成所需要的功能单元电路, 其二是寻求新的系统集成器件.

2. 在解决电路系统设计中, 遇到难题应首选“器件解决”途径. 在微电子技术高速发展的时代, 电路难题寻求微电子技术解决已成新观念. 新方法, 加之商品市场的高度发展, 为解决电路难题而推出了价廉物美的商品器件已成时尚. 通过“器件解决”能最终地. 完善地解决电路难题. 因此系统在电路设计中, 设计人员最重要的任务是寻找新器件, 最重要的能力是通晓新器件的信息. 发展动态及供货渠道.

《单片机外围器件实用手册》丛书编辑出版的目的是力图将目前常用的一些单片机外围器件进行归纳. 整理, 使读者有个概貌地了解, 对常用外围器件的选用提供参考, 在具体电路设计时提供帮助.

由于单片机外围集成电路日新月异的发展, 很多器件难以统一归类, 而且由于器件更新速度极快, 不少常用器件会逐渐成为淘汰产品. 因此, 本手册丛书不能. 也不应成为单片机应用系统设计器件参考的唯一工具, 读者还须注意新器件的发展, 各大半导体厂商的新器件动态及相应的数据手册. 光盘资料及网上信息发布等.

本丛书共有五个分册, 即存储器分册. 数据传输接口器件分册. 电源器件分册. 输入通道器件分册以及输出通道器件分册. 每个分册的编者除通晓单片机技术外, 都是相应领域的专家. 学者, 他们在本学科的理论基础和实践知识保证了手册丛书有较高的质量. 手册丛书编辑出版的复杂性, 使北航出版社的同仁们付出了艰辛的劳动, 在此都一并感谢. 最终希望本丛书能对读者有较好的收益.

《单片机外围器件实用手册》主编

何立民教授

1998年3月

计算机技术的发展日新月异, 半导体存储器的集成度也同样以每三年翻两番

的高速度发展. 存储器产品在各种计算机设备中. 各种智能化家用电器和办公自

动化设备中扮演了一个十分重要的角色. 为了适应各种应用的需要, 新技术层出

不穷, 新产品五彩缤纷, 当前不同种类. 容量. 速度. 性能的存储器令人目不暇接. 我们的教科书和技术应用书籍都不能跟上发展的步伐, 当前教科书中介绍存储器时仍然还是重复15年前的声音, 许多新的存储器技术. 新的存储器品种不能及时反映, 让电子工程技术人员了解和掌握. 目前已经出版的一些有关存储器方面的专业手册基本上是翻译人员对国外不同公司存储器数据手册的直译, 生硬别扭. 谬误较多, 对新出现的名词翻译更是五花八门, 常使人不知所云. 至今国内尚没有一本较全面专门介绍各种存储技术和器件的著作或手册. 鉴此, 作者希望能向工程技术人员提供一本比较全面而简明实用的存储器应用手册. 实际上要做到这一点并不容易, 在选材时发现很多十分有用的存储器难以割舍, 但是书的篇幅不允许过大, 所以只好兼顾常用. 新型. 补缺和符合国情的原则, 以微控制器的应用为主, 以微处理器应用为辅, 以小部分经典器件（简介备查用）和大部分新型器件（导向性详介）结合的方法选材. 力求体现科学性. 知识性. 系统性. 准确性. 先进性和实用性的有机结合, 对所介绍的芯片信息尽量保持相对完整而又不重复, 更重要的是能保证正确和可靠, 以求对广大读者有所裨益. 然而由于每种芯片的数据资料都很丰富, 所以实际上总要进行适当取舍. 其中绝大部分内容和提供的数据都有第一手原始资料作为依据, 有的是厂家提供的外文数据手册. 应用手册. 内部刊物和应用笔记, 有的是作者经过验证的应用实践. 有一部分在国内尚未见过的资料是作者在美国时直接由厂家提供的. 为了让读者鸟瞰最新的存储器技术, 在前言之后介绍“存储器技术的发展及其趋势”作为本书的绪论, 从总体上讨论了存储器的分类方法. 目前发展水平和发展趋势以及已经出现在地平线上的存储新技术和新器件, 可使读者总体把握. 胸有成竹. 而在介绍每一种器件的章节之前还就具体的器件选择. 应用注意点等作有针对性的进一步说明. 对存储器件应用中普遍存在的一些问题放在第六章中作专题介绍.

本应用手册分六章：

第一章是易失性存储器, 包括静态读写存储器SRAM. 准静态读写存储器PSRAM和动态读写存储器DRAM.

第二章是非易失性存储器, 包括可用紫外线探除可编程只读存储器EPROM. 一次性编程只读存储器OTP ROM. 可用电擦除可编程只读存储器EEPROM（含并行. 二线串行. 三线串行和四线串行EEPROM）. 可快速用电擦除可现场编程的快擦写存储器Flash Memory. 用高能量的理电池作为静态读写存储器后备电源的非易失性静态读写存储器NVSRAM以及新型的利用铁电材料极化方向来存储信息的铁电存储器FRAM.

第三章是多端口读写存储器, 包括双端口RAM. 先进先出存储器FIFO和多

端口共享存储器等.

第四章是内嵌电池掉电自保护存储器插座, 包括掉电自保护SRAM插座. 带实时时钟的掉电自保护SRAM插座. 分区写保护掉电自保护SRAM插座从及带实时时钟和NVSRAM的超级微控制器插座等.

第五章是含有片内存储器的微控制器.

第六章是存储器应用技术.

除个别章节器件数较少且已在文中列出外, 其他章节都有器件简介索引, 为读者提供方便.

首先感谢世界各个半导体公司及其代理所提供的数据手册. 应用手册. 内部技术杂志和应用笔记等.

感谢本书编委会其他成员在成书过程中有益的讨论和提出的建议, 特别是何立民和邬宽明先生提出了很多指导性的意见, 以及王小青主任为本书的编辑付出的艰辛劳动.

由于笔者水平功力有限, 可能再加上孤陋寡闻和某些偏见, 定有错误疏漏和不妥之处, 敬请读者给予指正.

编者

1997. 2