8.2.1 只读存储器ROM
顾名思义只读存储器ROM（Read-only memory）就是只能读出，不能写入的存储器，属于固定存储器，计算机或数字系统中需要长期存放的程序、表格、及一些常数、符号等数据就存放于其中，掉电时内存数据不会丢失。
一、只读存储器的电路结构
只读存储器的电路结构如图8.2.1 所示
只读存储器ROM的内部电路由存储阵列、地址译码器、输出缓冲器及存储器控制电路组成。
存储阵列是存储器的主体，实质上是由存储单元组成的集合体，每个存储单元又包含若干个基本存储单元，从而形成存储阵列。每个存储单元所包含的基本存储单元数由存储器容量中的“字长”来决定；存储阵列中所包含的存储单元数由存储容量中的“字节数”来决定。通常组成基本存储单元的元件可以是电容、半导体二极管、三极管和MOS管等，而每个基本存储单元可以存储一位二进制信息。
地址译码器由地址寄存器和地址译码器两部分组成。地址寄存器用于存放CPU送来的地址码，地址译码器则对地址寄存器中的地址码进行译码，产生相应的地址选择信号，进而选中相应的存储单元或基本存储单元。根据地址译码器的不同结构，存储器也可分为单译码编址存储器及双译码编址存储器。单译码编址时选中的是存储单元，双译码编址时，选中的是基本存储单元。
输出缓冲器实际上是一个三态、双向的缓冲器，用于锁存从存储单元中读出的每位信息，或用于存放需要写入存储单元的信息，因此是一个双向的缓冲器；三态主要是为了便与系统总线连接，其位数由存储阵列中存储单元的位数决定。例如：8K×4存储器的三态双向缓冲器应当有4位。三态双向缓冲器受控制电路和输出允许信号控制。
控制电路主要是通过接受CPU（中央处理器）送来的控制信号，经过组合变换后对地址寄存器、存储阵列和三态缓冲器等进行控制。
8.2.2 ROM在组合逻辑电路中的应用
按照所用器件类型分，ROM可分为二极管ROM、MOS场效应管ROM、双极型三极管ROM三种。首先来看一个4×4位二极管构成的掩膜ROM电路，如图8.2.2 所示。
地址译码器是一个2线－4线的地址译码器，地址线为
，输出为
（字线），可选取存储阵列中的任意一个字。输出控制端
时，4条位线上的数据便能够通过三态门从
上输出。例如，当地址码
时，经过地址译码，使得字线
，而
，
字线上的高电平通过接有二极管的位线
使得
=1，而其余位线
由于和的交叉处无二极管，因此
，最终结果输出的数据为
，由此不难分析出当
时对应输出的数据分别为：
从上述分析中可以看出，这个存储矩阵实际上是由16个存储单元构成的，图中每个十字交叉点就代表一个存储单元，交叉处有二极管的单元表示存储数据1，否则存储数据0；从图中还可看到，与位线的交叉点处有二极管的字线有两根，即
，而这两根字线都可能通过交叉点处的二极管使得=1，因此位线上各点之间的关系是一种“逻辑或”的关系，故该存储矩阵实际上是一个编码电路，即一个组合电路，又可以将其看作是如图8.2.3所示的简化阵列图。图中有二极管的交叉点画有实心圆点，无二极管的交叉点不画。存储矩阵中位线上各圆点之间的关系为逻辑或，如
，因此位线
上加画了或门。而地址译码器实际上可由4个二极管与门构成的，其输出字线
与输入的关系是逻辑与的关系，即
，
，因此地址译码器也可用阵列形式画出，其输出线上应画与门。有时为画图方便，与门和或门的逻辑符号可以省略。故从阵列图中可以看出，ROM实际上就是一个“与-或阵列”。
由于ROM是一个与-或阵列，因此可以将存储器的地址线作为输入变量，将存储器的数据线作为输出变量，实现多输入、多输出的组合逻辑功能，即可以用存储器来实现组合逻辑函数。
例 8.2.1用ROM实现一位全加器电路，并画出其相应的阵列图。
解：用ROM实现组合电路，关键是要先写出逻辑函数的表达式，即ROM的输出函数表达式，并且应写成最小项之和的形式，这样便构成了一个标准的与-或表达式，从而能够根据ROM与-或阵列的特点，画出其阵列图。
一位全加器的和信号Si及进位信号Ci的逻辑表达式分别为
选择输入信号
作为ROM的地址输入信号，全加器的和信号
及进位信号 
作为ROM的输出。从逻辑表达式中可以看到，和信号 及进位信号可由字线对应的最小项相或得到的，由地址输入信号译码得出各字线的最小项分别为：
，
，…
。即地址译码器输出与输入之间是逻辑与的关系。而译码器的输出又可看作是存储矩阵的输入，存储矩阵的输出与其输入之间是逻辑或的关系，故
，
。