LABORATORIO # 5

OPERACIONES CON LA MEMORIA EEPROM 2816

INTRODUCCIÓN

El circuito integrado EEPROM 2816 es una memoria reprogramable y borrable que contiene 2048 localidades de memoria con 8 bits cada una, (2K X 8) y opera con una sola fuente de alimentación de + 5 Volts, con tiempos similares a los de una RAM estática en modo de lectura, tiene dos modos de programación una de +5 Volts y otra de alto voltaje.

El modo de programación de +5 Volts se inicia con un pulso de escritura con una transición alto/bajo de nivel TTL con una duración de 200 nseg, el circuito automáticamente borra el byte seleccionado antes de escribir otro dato nuevo, se completa un ciclo de borrado/escritura en un tiempo máximo de 10 mseg, el tiempo de acceso a lectura es de 250 nseg, todas sus salidas son compatibles con la tecnología TTL.

OBJETIVOS

Experimentar la escritura y lectura manuales en la memoria EEROM 2816, utilizando los interruptores y circuitos indicadores montados en el entrenador de microprocesadores 8085 al mismo tiempo de verificar la no volatilidad de este tipo de memorias.

Parte 1

Lea detenidamente el marco teórico de la LECCIÓN 6 ROM y realice la experiencia indicada en la sección de PROCEDIMIENTO.

LECCIÓN 6

MEMORIA ROM

En la lección 3 hemos escrito y leído la memoria de acceso aleatorio(RAM) 8156.
Cuando la alimentación fue cortada, se perdieron los datos de la memoria. Se perdería
mucho tiempo si los programas de la computadora fueran almacenados en una RAM y
tendrían que ser recargados manualmente cada vez que se corte la alimentación. Sin
embargo, es necesario que por lo menos un programa (denominado programa monitor)
resida en una memoria no volátil de solo lectura (ROM). En la ROM, los datos serán
retenidos cuando se corte la alimentación. Las memorias de solo lectura se pueden
dividir en dos grandes tipos; ROMs borrables y no borrables. Las ROMs borrables
tienen algún método de retirar el programa almacenado en ellas (tal como la exposición a luz ultravioleta). Las ROMs no borrables son programadas una sola vez y no pueden ser cambiadas después de su programación. La Memoria de Solo Lectura utilizada en el sistema MM-8000 es la 2816 Memoria Borrable Eléctricamente y Programable de Solo Lectura (E2 PROM). Como su nombre implica, el 2816 es eléctricamente reprogramable casi de la misma manera que la RAM 8156. Debido a la manera en que los datos son almacenados en la 2816, se requieren 10 ms para completar la operación de escritura.

El 2816 contiene mas de 2000 posiciones de memoria cada una capaz de almacenar 1
byte de 8 bits (Toda la pastilla puede almacenar aproximadamente 16.000 o 16K bits,
por lo que su nombre es 2816). Como se muestra en la figura 6-1, las líneas de entrada y salida del 2816 son las siguientes:

LINEAS DE DIRECCIONAMIENTO (A0 a A10)

Estas 11 líneas de direccionamiento dicen en que posición de memoria de las 2000 del
2816 se va ha escribir o leer.

LINEAS DE ENTRAD/SALIDA (I/O0 a I/O7)

Durante la operación de escritura, los datos en estas líneas se almacenan en la posición de memoria de la dirección (A0 a A11). A diferencia del 8156, este CI utiliza líneas distintas para el direccionamiento y los datos. Durante la operación de lectura, los datos especificados por las líneas de dirección, son colocados en las líneas de I/O.

HABILITACION DE CHIP (/C/E)

Es una línea de nivel activo bajo. Un nivel bajo sobre esta línea dice al 2816 que los comandos presentes en las líneas de habilitación de escritura (⎯W⎯E) y habilitación de salida (/O/E) son para este circuito y no para otro.

HABILITACION DE SALIDA (/C/E)

Esta línea sirve para el mismo propósito que la línea /R/D del 8156. Un nivel bajo en
/O/E conjuntamente con un nivel bajo en /C/E y un nivel alto en /W/E dejan pasar
los datos almacenados en la dirección especificada en las líneas de Entrada/Salida..

HABILITACION DE ESCRITURA (/W/E)

Esta línea sirve para el mismo propósito que la señal /W/R en el 8156. Un nivel bajo
en la línea /W/E y un nivel alto en la línea /O/E almacena, los datos presentes en las líneas de Entrada/Salida, en la dirección especificada.

En la lección 3 el bus de datos fue utilizado tanto para bytes de direcciones como para datos. Primero, el Byte Menos Significativo (LSB) de la dirección fue colocado en el bus de datos y registrado en el registro de direcciones interior del 8156.

Seguidamente, el bus de datos fue utilizado para transmitir datos de y a memoria. El direccionamiento del 2816 difiere en dos aspectos significativos. Primero, como el 2816 no tiene un registro interno de direcciones, se le debe proporcionar externamente. El MM-8000 usa el registro octal transparente tipo D 74HCT573 para este propósito. Segundo, tres líneas adicionales A8, A9 y A10 del Byte Más Significativo (MSB) de la dirección son ligados al 2816. Estas son necesarias para manipular la mayor capacidad de memoria. Con estas excepciones la lectura y escritura del 2816 es similar al 8156. El siguiente experimento demostrará este hecho.

DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO

La figura 6-3 muestra los componentes adicionados en la lección 6. El registro octal
transparente tipo D que consta de 8 registros independientes controlados por una entrada de control( C). Cuando C está en nivel alto, los registros son transparentes. Un nivel alto en las entradas D determinarán un nivel alto en las salidas Q respectivas. Un nivel bajo en las entradas D determinarán un nivel bajo en las salidas Q respectivas. Cuando C pasa a nivel bajo, los datos que estaban presentes en los registros son retenidos en las salidas Q sin importar cualquier cambio posterior en las entradas D. La señal ALE es conectada a la entrada C del 74HCT573. Cuando se presiona la tecla ALE. La línea ALE pasa a nivel alto y el Byte Menos Significativo de la dirección en el bus de datos/dirección es pasado a través de los registros transparentes a las entradas de dirección A0 a A7 del 2816. Cuando se suelta el botón ALE, la dirección es retenida en las entradas A0 a A7. El bus de datos/direcciones se libera entonces para pasar datos a y desde los pines I/O del 2816. Las líneas de dirección A8, A9, y A10 están conectadas a los pines apropiados del 2816. En una posterior lección éstas también se conectarán al microprocesador 8085-A. En ésta lección, A9 y A10 están polarizadas a nivel bajo (0) a través de las resistencias R67 y R68. La línea A8 está conectada al borne central del interruptor A8. Cuando el interruptor esta arriba, se aplica un nivel alto a A8 por medio
de la resistencia R41. Cuando el interruptor esta abajo, se aplica un nivel bajo a A8 por medio de la resistencia R42. La línea de lectura (RD) está conectada al pin /O/E y es utilizada para el paso de los datos del 2816 al bus de datos. La entrada /W/E del 2816 está ligada a la parte superior del interruptor WEN. Con el interruptor WEN en la posición superior, la entrada /W/E esta conectada a la línea de escritura como se muestra en la figura 3-3. El botón WR puede ser utilizado para escribir datos en la memoria del 2816. Presionando el botón WR liga la entrada /W/E a nivel bajo a través de las resistencias R10, R11 y R12.

Liberando el botón WR liga la entrada /W/E a nivel alto a través de las resistencias
R10 y R11. Si el interruptor WEN esta en la posición baja, el botón WR se desconecta
de la entrada /W/E. La entrada /W/E es ligada al nivel alto a través de la resistencia R11 y se inhibe la escritura. Para prevenir borrados accidentales del 2816, el interruptor WEN deberá estar siempre en la posición de abajo cuando se encienda o apague la energía.

El borne central del interruptor de habilitación de la ROM (ENROM) esta conectado, a
través del puente J1, a la entrada /C/E del 2816. Con el interruptor en la posición
superior la entrada /C/E se liga a nivel bajo. Entonces el 2816 responderá a las órdenes de las líneas W/E y /O/E. Con el interruptor en la posición inferior la entrada /C/E se liga a nivel alto a través de la resistencia R44 y el 2816 es inhibido de responder las órdenes de las líneas W/E y /O/E. En una lección posterior, el micro procesador 8085 utilizará la línea A15 para habilitar y deshabilitar el 2816.

PROCEDIMIENTO

1. Poner en la posición inferior los interruptores ENROM y ENRAM, para
deshabilitar tanto la ROM como la RAM.

2. Poner el interruptor WEN en la posición inferior para asegurar que el 2816 no
será escrito durante el proceso de encendido.

3. Conectar la fuente de alimentación y encenderla.

4. Poner el interruptor ENROM en la posición superior para habilitar el CI 2816.

5. Poner el interruptor WEN en la posición superior para permitir la escritura en el
CI 2816.

6. Poner el interruptor A8 en la posición inferior para escribir datos a la posición
de memoria 000H a 0FFH.

7. Poner los interruptores de datos a 0000 0000.

8. Presionar el botón ALE para registrar en el registro 74HCT573 la dirección
colocada en los interruptores de datos.

9. Poner los interruptores de datos a 0000 0011.

10. Presionar el botón WR para escribir este dato en el 2816.

11. Repetir los pasos 7 al 10 cambiando la dirección del paso 7 y los datos del paso
9 para escribir en las posiciones de memoria direccionadas del 2816 los datos
mostrados en la tabla 6-1.

12. Verificar los datos almacenados en cada dirección repitiendo los pasos 7 y 8
para retornar a cada dirección y presionar el botón RD para leer los datos
almacenados.

13. Poner el interruptor WEN en la posición inferior para prevenir más escrituras en
el 2816 y asegurarse que al 2816 no se le dará un comando de escritura no
deseado durante el apagado y encendido.

14. Apagar la alimentación.

15. Encenderla nuevamente.

16. Repetir el paso 12 para verificar que los datos almacenados en el 2816 no se
perdieron cuando se le quitó la alimentación.

17. Poner el interruptor A8 en la posición superior para cambiar la línea A8 a 1 y
como A9 y A10 están en 0, El rango de memoria direccionable para escritura y
lectura es de la posición 100H a 1FFH.

18. Poner el interruptor WEN en la posición superior para permitir la escritura en el
2816.

19. Repetir los pasos 7 al 10 cambiando la dirección en el paso 10 y los datos en el
paso 9 para escribir los datos de la tabla 6-2 al 2816.

20. Repetir el paso 13.

21. Verificar los datos almacenados en cada dirección repitiendo los pasos 7 y 8
para regresar a cada dirección y luego presionando el botón RD.

22. Poner el interruptor A8 en la posición inferior para regresar a las direcciones
000H a 0FFH y repetir el paso 12 para verificar que los datos en la tabla 6-1 están aún almacenados en esas posiciones de memoria.

23. Apagar el equipo.

CONCLUSIONES

En este laboratorio pudimos ver como se hace la lectura y escritura manual en la memoria EEROM 2816 y para eto utilizamos interruptores y circuitosindicadores que ya vienen montado en el microtrainer 8085.

Se pudo sacar la conclusión de que esta memoria es no volatil ya que cuando desconectamos la fuente de alimentación y la volvimos a conectar la información no se perdió y seguía almacenada.

Vimos que esta memoria tiene seis modos de operación, los modos de programación están diseñados para proporcionar compatibilidad máxima con los microprocesadores, el chip EEPROM 2816 es una memoria no volátil como ya dije anteriormente, y todas las tensiones que usa son compatibles, con la tecnología TTL con la excepción del modo de borrado total de la memoria, en este modo el voltaje se debe subir arriba de +9 Volts, en las otras formas se debe sostener a + 5 Volts durante la escritura y la lectura.

Un dato es leído de la memoria EEPROM 2816 mediante la aplicación de un nivel alto en Vpp, (voltaje de programación conectada a Vcc), un nivel bajo en /C/E y un nivel bajo en /O/E, con estas condiciones se obtiene información de terminales E/S estarán en estado de alta impedancia siempre y cuando /O/E o /C/E están en un nivel alto, o también que los 2 estén en nivel alto.

Una de nuestra conclusiones o más bien de la que aprendimos fué que el el ciclo de escritura es iniciado por la aplicación de un nivel bajo en Vpp, 200 nseg mientras que /O/E debe estar en estado alto y /C/E en estado bajo, la dirección es doblemente almacenada a la caída y a la salida de Vpp, una vez realizado esto en su arquitectura interna de la memoria borrara automáticamente el dato seleccionado y va a proceder a escribir el nuevo dato en un tiempo de l0 mseg, mientras tanto las terminales E/S o E/S; permanecerán en estado de alta impedancia durante un tiempo igual al de la operación del proceso de escritura.