關(guān)于24CXX存儲芯片

　　關(guān)于IIC總線(xiàn)

　　I2C總線(xiàn)：i2c總線(xiàn)是 Philips 公司首先推出的一種兩線(xiàn)制串行傳輸總線(xiàn)。它由一根數據線(xiàn)（SDA）和一根 時(shí)鐘線(xiàn)（SDL）組成。i2c總線(xiàn)的數據傳輸過(guò)程如圖3所示，基本過(guò)程為：

　　1、主機發(fā)出開(kāi)始信號。

　　2、主機接著(zhù)送出1字節的從機地址信息，其中最低位為讀寫(xiě)控制碼（1為讀、0為寫(xiě)），高7位為從機器件地址代碼。

　　3、從機發(fā)出認可信號。

　　4、主機開(kāi)始發(fā)送信息，每發(fā)完一字節后，從機發(fā)出認可信號給主機。

　　5、主機發(fā)出停止信號。

　　I2C總線(xiàn)上各信號的具體說(shuō)明：

　　開(kāi)始信號：在時(shí)鐘線(xiàn)（SCL）為高電平其間，數據線(xiàn)（SDA）由高變低，將產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)始信號。

　　停止信號：在時(shí)鐘線(xiàn)（SCL）為高電平其間，數據線(xiàn)（SDA）由低變高，將產(chǎn)生一個(gè)停止信號。

　　應答信號：既認可信號，主機寫(xiě)從機時(shí)每寫(xiě)完一字節，如果正確從機將在下一個(gè)時(shí)鐘周期將數據線(xiàn)（SDA）拉低，以告訴主機操作有效。在主機讀從機時(shí)正確讀完一字節后，主機在下一個(gè)時(shí)鐘周期同樣也要將數據線(xiàn)（SDA）拉低，發(fā)出認可信號，告訴從機所發(fā)數據已經(jīng)收妥。（注：讀從機時(shí)主機在最后1字節數據接收完以后不發(fā)應答，直接發(fā)停止信號）。

　　注意：在I2C通信過(guò)程中，所有的數據改變都必須在時(shí)鐘線(xiàn)SCL為低電平時(shí)改變,在時(shí)鐘線(xiàn)SCL為高電平時(shí)必須保 持數據SDA信號的穩定,任何在時(shí)鐘線(xiàn)為高電平時(shí)數據線(xiàn)上的電平改變都被認為是起始或停止信號。

　　作為一種非易失性存儲器（NVM），24系列EEPROM使用的很普遍，一般作為數據量不太大的數據存儲器。下面總結一下其應用的一些要點(diǎn)。從命名上看，24CXX中XX的單位是kbit，如24C08，其存儲容量為8k bit，即1k Byte＝1024 Byte。

　　一、工作條件

　　1．工作電壓(VCC)

　　 24CXX： 4.5V－5.5V

　　 24CXX－W： 2.5V－5.5V

　　 24CXX－R： 1.8V－5.5V

　　2． 輸入電平定義(VIH,VIL)

　　 VIH：0.7VCC－VCC+1

　　 VIL：-0.45V－0.3VCC

　　二、硬件連接

　　1．上拉電阻RP的取值

　　 由于I2C總線(xiàn)電容要滿(mǎn)足小于400pf的條件。從以下波形可以看出，上拉電阻越大，總線(xiàn)的電容越小，可以實(shí)現的數據傳輸率就越大，可達400khz。

　　2．寫(xiě)保護腳

　　 芯片寫(xiě)保護腳是高電平有效，即WP接高電平時(shí)禁止寫(xiě)入

　　3．地址腳

　　 24C01/24C02 三個(gè)地址腳（E0,E1,E2）都有效，24C04只有E2,E1有效，24C08只有E2有效，24C16三個(gè)地址腳都無(wú)效，如下圖所示，所謂地址腳無(wú)效是指不需要接入電路中(NC ，not connected)，其對應的地址位要用來(lái)表示要操作的字節的高位地址。

　　24C32/24C64三個(gè)地址腳都有效；

　　24C128/24C256/24C512的地址腳E1和E0有效,其余為NC；

　　24C1024的地址腳E1有效，其余為NC。

　　三、尋址方式

　　1．器件地址

　　 當總線(xiàn)上連接多個(gè)I2C器件時(shí)，需要對器件進(jìn)行尋址。器件地址如下表所示，其中E2,E1,E0是指三個(gè)引腳的狀態(tài)，取決于是接地還是接高電平，R/W為1則為讀操作，為0則為寫(xiě)操作。A8,A9,A10,A16指的是所要操作的字節地址的高位，后面會(huì )提到。

　　 芯片 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

　　 24C01/02/2 1 1 0 1 0 E2 E1 E0 R/W

　　 24C041 0 1 0 E2 E1 A8 R/W

　　 24C08 1 0 1 0 E2 A9 A8 R/W

　　 24C16 1 0 1 0 A10 A9 A8 R/W

　　 24C32/64 1 0 1 0 E2 E1 E0 R/W

　　 24C128/256/512 1 0 1 0 0 E1 E0 R/W

　　 24C1024 1 0 1 0 0 E1 A16 R/W

　　2.字節地址

　　 在對芯片內的某一字節或一連續地址進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，需要制定其地址或首字節的地址，不同芯片地址有不同的表示方式，如下表所示，其中有些芯片的地址位的高位存儲在器件地址中。

　　芯片 地址位數 地址范圍

　　24C01 bit7-bit0 0x00-0x7F

　　24C02 bit7-bit0 0x00-0xFF

　　24C04 A8,bit7-bit0 0x00-0x1FF

　　24C08 A9,A8,bit7-bit0 0x00-0x3FF

　　24C16 A10,A9,A8,bit7-bit0 0x00-0x7FF

　　24C32 bit15-bit8，bit7-bit0 0x00-0xFFF

　　24C64 bit15-bit8，bit7-bit0 0x00-0x1FFF

　　24C128 bit7-bit0 0x00-0x3FFF

　　24C256 bit7-bit0 0x00-0x7FFF

　　24C512 bit7-bit0 0x00-0xFFFF

　　24C1024 A16,bit15-bit8,bit7-bit0 0x00-0x1FFFF

　　四、讀寫(xiě)時(shí)序

　　 EEPROM一般在電路中做從器件，以下的發(fā)送和接收都是針對主器件說(shuō)明的，開(kāi)始和結束條件也是由主器件發(fā)出。

　　1、單字節寫(xiě)操作

　　 START－>發(fā)送器件地址－>ack－>發(fā)送字節地址－>ack－>發(fā)送數據－>ack －> STOP

　　2、按“頁(yè)”寫(xiě)操作，“頁(yè)”是指高位地址一樣一組數據，對于24C01/02/04/08/16,一頁(yè)數據為16字節，一頁(yè)指高四位地址一樣的一組數據。對于24C32/24C64，一頁(yè)數據為32字節，一頁(yè)指高11位地址一樣的一組數據。

　　 START－>發(fā)送器件地址－>ack－>發(fā)送頁(yè)首地址－>ack－>發(fā)送數據－>ack.........－> 發(fā)送數據－>ack －> STOP

　　3、隨機單字節讀操作

　　 START－>發(fā)送器件地址（寫(xiě)）－>ack－>發(fā)送字節地址－>ack－>START－>發(fā)送器件地址（讀）－>ack－>接收數據－>noack－>STOP

　　4、當前單字節讀操作，“當前”指的是前面進(jìn)行過(guò)讀操作，但是沒(méi)有STOP，芯片內部“指針”指的字節即為“當前”字節。

　　 START－>發(fā)送器件地址（讀）－>ack－>接收數據－>noack－>STOP

　　5、隨機連續字節讀操作

　　 START －>發(fā)送器件地址（寫(xiě)）－>ack－>發(fā)送字節首地址－>ack－>START－>發(fā)送器件地址（讀）－> ack－>接收數據－>ack－>接收數據－>ack.........接收數據(最后字節） －>noack－>STOP

　　6、當前連續字節讀操作

　　 START－>發(fā)送器件地址（讀）－>ack－>接收數據－>ack－>接收數據 －>ack...............接收數據(最后字節）－>noack－>STOP

　　關(guān)于頁(yè)寫(xiě)的道理。

　　 AT24Cxx系列的EEPROM為了提高寫(xiě)效率，提供了頁(yè)寫(xiě)功能，內部有個(gè)一頁(yè)大小的寫(xiě)緩沖RAM，地址范圍當然就是從00到一頁(yè)大小，發(fā)生寫(xiě)操作時(shí)，開(kāi)始送入的地址對應的頁(yè)被選中，并將其內容映像到緩沖RAM，數據從低端地址對應的緩沖RAM地址開(kāi)始修改，超過(guò)這個(gè)地址范圍就回到00，寫(xiě)完后，就會(huì )把開(kāi)始確定的EEPROM頁(yè)擦除，再把一整頁(yè)RAM數據寫(xiě)入。所有寫(xiě)數據都發(fā)生在開(kāi)始寫(xiě)地址時(shí)確定的頁(yè)上。

　　 如頁(yè)容量為128，一頁(yè)都是從00開(kāi)始按128字節分成一個(gè)個(gè)的頁(yè)，0頁(yè)就是0~7F，1頁(yè)就是80~FF，類(lèi)推，邊界就是128字節的整數倍地址。頁(yè) RAM的地址范圍為7位00~7F，寫(xiě)入時(shí)高端地址就是頁(yè)號。發(fā)生寫(xiě)操作，開(kāi)始送入的地址對應的頁(yè)被鎖存，后續不論寫(xiě)多少，都在這個(gè)頁(yè)中，只是一個(gè)頁(yè)內的地址進(jìn)行加一，超過(guò)就歸零開(kāi)始。從F0開(kāi)始寫(xiě)32個(gè)字節，那么開(kāi)始送入的地址為F0，就會(huì )鎖定在1號頁(yè)（第2個(gè)頁(yè)）上，底端7位頁(yè)內部地址開(kāi)始從70H開(kāi)始寫(xiě)，到達7F時(shí)回到00再到10H，也就是寫(xiě)在了F0~FF，80~8F。也就是，從01開(kāi)始寫(xiě)也只能到7F，再往80寫(xiě)就跑到00上去了，這就是寫(xiě)操作的翻卷，datasheet上都有說(shuō)明。就是從邊界前寫(xiě)兩個(gè)字節也要分兩次寫(xiě)。頁(yè)是絕對的，按整頁(yè)大小排列，不是從開(kāi)始寫(xiě)入的地址開(kāi)始算。

　　 讀沒(méi)有頁(yè)的問(wèn)題，可以從任意地址開(kāi)始讀取任意大小數據，只是超過(guò)整個(gè)存儲器容量時(shí)地址才回卷。但一次性訪(fǎng)問(wèn)的數據長(cháng)度也不要太大。所以分頁(yè)的存儲器要做好存儲器管理，盡量同時(shí)讀寫(xiě)的數據放在一個(gè)頁(yè)上。