解：本题采用4片16×4的RAM芯片组成一个容量为32×8位的存储器。由于RAM芯片容量为16×4位，字数及字长均不能满足要求，因此，将4片容量为16×4为的RAM进行两两组合，进行位扩展，组成两个容量为16×8的RAM。然后再用这两个容量为16×8的RAM进行字扩展，组成容量为32×8的RAM。位扩展及字扩展均通过RAM片选信号CS来扩展。

数据线有8位（D7～D0），地址线有8位（A7～A0），地址范围从00H到FFH，故最多有256个字。地址线的高4位A7～A4通过门电路构成两个16×8RAM的片选信号，低四位A3～A0则作为16×8RAM自身的地址。片选信号由下式决定：

CS0 = CS1 = A7 + A6 + A5 + A4 CS2 = CS3 = A7 + A6 + A5 + A4

可见只有当A7A6A5A4 = 0000时，CS0 = CS1 = 0，RAM0，RAM1选中工作；当A7A6A5A4 = 0001时，CS2 = CS3 = 0，RAM2，RAM3选中工作。

（1）此RAM电路的总容量为32×8，字长为8位。

（2）R/W=1表示发出读存储器的命令，当地址为10H时，即

A7A6A5A4A3A2A1A0 = 00010000，所以CS0 = CS1 = 1，RAM0，RAM1被封锁。

CS2 = CS3 = 0，RAM2，RAM3被选中工作，并将地址10H的8位数据读出后送到

数据线上。

（3）RAM0，RAM1的存储地址范围为00H～0FH；RAM2，RAM3的存储地址为10H～1FH。

第三节 习题解答

习题7-1 试述PROM、EPROM和E2PROM的特点。 答：共同之处：（1）均为可以进行编程的只读存储器；

（2）属于非易矢性元件，即掉电之后，所存储的信息不丢失； （3）利用了浮栅编程技术； （4）芯片为有限次写入。 不同之处：

（1）PROM为一次编程器件；EPROM为电编程、紫外线擦除器件、E2PROM是电

编程、电擦写器件； （2）PROM编程元件为容丝或者是PLICE介质；EPROM是用SIMOS浮栅作为编程元件；E2PROM是用FLOTOX浮栅作为编程元件。

习题7-2 试述非易失性元件的种类及特点。

答：非易失性元件应该是可编程逻辑器件PLD，包括只读存储器ROM、编程只读存储器PROM、电编程、紫外线擦除只读存储器EPROM、电编程、电擦除只读存储器E2PROM、在系统编程ISP、编程逻辑阵列PLA、编程阵列逻辑PAL、通用阵列逻辑GAL和高密度可编程逻辑器件HDPLD。它们有相似的基本结构：输入、与阵列、或阵列和输出电路。 按编程部位可将PLD分为：

（1）与阵列可编程、或阵列固定，代表器件为ROM、PROM、EPROM、E2PROM。 （2）与阵列可编程、或阵列可编程，代表器件为PLA。

（3）与阵列固定、或阵列可编程，代表器件为PAL、GAL和HDPLD等。 按编程方法可将PLD分为：

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（1）固定编程：是由集成电路制造厂家编程后出厂的ROM芯片。

（2）一次编程：是由用户进行编程，且只能编程一次。它的编程单元是容丝或者是反容丝等结构，代表器件为PROM、PAL。

（3）多次编程：是由用户多次进行编程。它的编程单元采用的是浮栅技术，代表器件为EPROM、E2PROM、PLA、GAL和HDPLD等。 特点：（1）减小系统体积；（2）增强逻辑设计的灵活性；（3）缩短设计周期；（4）提高系统处理速度；（5）降低系统成本；（6）提高系统的可靠性；（7）系统具有加密功能。

习题7-3 简述EPROM实现不同规模逻辑函数的特点。

答：EPROM是与阵列固定，输入信号的每个组合都固定连接（不管这个组合是否会被使用），所以与门阵列为全译码阵列，它经常被用来作为数据存储器。还可方便地用EPROM来实现简单的逻辑函数。若实现复杂的逻辑函数，则会随着输入信号的增加，使得芯片面积增大，利用率和工作速度降低等情况发生，例如，输入信号有10个，所需要的函数乘积项仅有40个的时候，由于固定的与阵列所产生的10个信号的乘积项有210=1024个，所以将所有的乘积项（1024）减去所需的乘积项（40）就有984个乘积项被空闲。实际上，大多数组合逻辑函数的最小项不超过40个，则使得PROM芯片的面积利用率不高，功耗增加。

习题7-4 用EPROM实现下列多输出函数

与 A

解: F1 = ABC + BC + AB 阵 A F2 = A + B + C 列 B

B F3 = A B + A B

C

F4 = (A + B + C)(A + B + C)+ A BC

C

解：输入信号是3个A、B、C，输出是4个

F1 或 × F1、F2、F3、F4。阵列规模为6×8+8×4。 × × × × F2 阵 × × × × × × × 输入A、B、C在与阵列进行全译码，产生所

F3 列 × × × × 有的最小项。 F4 × × × × × × × × 在或阵列上，输出F1、F2、F3、F4根据给定的逻 辑函数，得到最小项。然后在或阵列进行编程，得 图7-27 习题7-4ROM阵列图 到图7-27所示的与或阵列图。

习题7-5 用适当规模的EPROM设计两位二进制数乘法器，输入乘数和被乘数分别为

表7-10 习题7-5电路真值表 B1 A2 A1 B2 B1 C4 C3 C2 C1 B1 0 0 0 0 0 0 0 0 B2 0 0 0 1 0 0 0 0 与

B 20 0 1 0 0 0 0 0 阵 A1 0 0 1 1 0 0 0 0 列 A1 0 1 0 0 0 0 0 0

A2 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 A2 0 1 1 1 0 0 1 1

1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 × × × × C1 或 1 0 1 0 0 1 0 0 C2 × × × × × × 阵 1 0 1 1 0 1 1 0 C3 × × × 列 1 1 0 0 0 0 0 0 × C4 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 264

图7-28 习题7-5二位乘法器阵列图

A2A1和B2B1，输出为四位二进制数C4、C3、C2、C1，并且说明EPROM的容量。

解：本题是利用紫外线擦除、电编程的EPROM实现组合逻辑电路的设计问题。依照所要求的电路功能，可按两个2位二进制数的乘法运算列出真值表。参照例题7-4中表7-3和图7-4改写A1A0 为A2A（作为乘数）、B1B0为B2B（作为被乘数）和输出乘积F3F2F1F0为C4C3C2C1，11

即列出电路真值表如表7-10所示，利用EPROM实现的乘法器的与或阵列图如图7-28所示。

习题7-6 用EPROM实现以下码制的变换

B1 （1）8421码至2421码的变换； B1 B2 （2）8421码至5421码的变换。 与 B 2解：利用EPROM实现8421码至2421码 阵 B3 列 的变换和8421码至5421码的变换也是采用与 B3

阵列固定或阵列编程。表7-11列出了8421BCD B4

B 4码转换成5421BCD码和2421BCD码的对应真

值表。

C0 × × × × （1）参照表7-11，画出8421BCD码转换 或

C1 × × × × 阵 成5421BCD码阵列逻辑图，如图7-29所示。 C2 × × 列

（2）参照表7-11，画出8421BCD码转换 C3 × × × × × 成5421BCD码阵列逻辑图，如图7-30所示。

图7-29 8421至2421码阵列图

B1

B1 表7-11 习题7-6真值表 B2 B3 B2 B1 B0 C3 C2 C1 C0 C3 C2 C1 C0 与 B2 8421 5421 2421 阵

B3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 列 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 B3

0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 B4 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 B 4 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 × × × × × C0 或 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 × × × × C1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 阵 × × × × C2 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 列

× × × × × × × × C3

图7-30 8421至5421码阵列图

习题7-7 试问256字×32位的EPROM的地址线、数据线、字线各有多少根？ 答：256字×32位的EPROM的地址线为8根、数据线为32根、字线256根。

习题7-8 用EPROM2716构成4K×8位的EPROM，共需多少片？画出扩展的EPROM逻辑图。

解：EPROM2716是2K×8位的EPROM，若扩展成4K×8位的EPROM，只需扩展地址位，将地址位加倍，共需2片EPROM2716。扩展的EPROM逻辑图如图7-31所示。

习题7-9 试用EPROM设计一字符发生器，发生的字符为H。 解：字符发生器是显示器中常用的逻辑部件。它将各种字母、数字及符号预先存储在ROM中，只要给出适当地址码，就能将这些字符读出来，并驱动显示器显示这些字符。图7-32给

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OE/PGM CS

A11

EPROM D0—D7 EPROM D0—D7 A0—A10 2716 2716 （1） （2）

图7-31 EPROM2716地址位扩展

出了用7×5字符发生器存储字符“H”的图形。图中存储体有七行五列，构成7×5点阵。

根据字符的形状可在存储单元中存入1或0，然后顺序地给出地址码，就可以读出各行的内容，每读一行，原来存储“1”的地方出现光点，全部光点就组成一个字符。

× ×

A2 地× ×

址× ×

A1 译× × × × ×

码× ×

A0 器 × ×

× ×

F4 F3 F2 F1 F0

图7-32 7×5“H”字符发生器

习题7-10 用PLA实现习题7-4的多输出逻辑函数，画出PLA阵列图，并和习题7-4作

一比较。

解：通过简化习题7-4多输出函数，得 × × A F1 = AB + BC + AB 与 × × A × 阵 × × B F2 = A + B + C

列 B × × × × F3 = A B + A B

C × F4 = 1 C × 设3个输入信号A、B、C，输出是4个

F1 或 × × × F1、F2、F3、F4。

F2 × × × 阵

乘积项有8个，输出有四个，阵列规模可视 F3 × × 列 为8×6+8×3。 F4 VCC

输入A、B、C在与阵列进行编程，产生所 有的乘积项。 图7-33 习题7-10PLA阵列图

在或阵列，输出F1、F2、F3、F4根据给定的逻 辑函数，然后在或阵列进行编程，得到图7-33所示 的PLA与或阵列图。

习题7-11 用PLA实现习题7-5，画出PLA阵列图，并且说明其规模。

解：本题是一组合逻辑电路，不需要触发器。设四个输入信号A2A1B2B1，输出是四个C4C3C2C1，通过简化习题7-5真值表得

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