串行E2PROM的类型及应用(上)

串行E2PROM的类型及应用(上)

作者:万 琳
串行E2PROM是可在线电擦除和电写入的存储器，具有体积小、接口简单、数据保存可靠、可在线改写、功耗低等特点，而且为低电压写入，在单片机系统中应用十分普遍。
串行E2PROM按总线形式分为三种，即I2C总线、Microwire总线及SPI总线三种。本文将以Microchip公司的产品为例对以上三种串行E2PROM进行介绍。
一、I2C总线型
　　I2C总线，是INTER INTEGRATED CIRCUIT
BUS的缩写，即“内部集成电路总线”。I2C总线采用时钟(SCL)和数据(SDA)两根线进行数据传输，接口十分简单。Microchip公司的24XX系列串行E2PROM存储容量从128位(16×8)至256k位(32k×8)，采用I2C总线结构。24XX中，XX为电源电压范围。
　　1?引脚
图1是24AA00/24LC00/24C00型128位I2C总线串行E2PROM的引脚图。
　　SDA是串行数据脚。该脚为双向脚，漏极开路，用于地址、数据的输入和数据的输出，使用时需加上拉电阻。
　　SCL是时钟脚。该脚为器件数据传输的同步时钟信号。
SDA和SCL脚均为施密特触发输入，并有滤波电路，可有效抑制噪声尖峰信号，保证在总线噪声严重时器件仍能正常工作。
在单片机系统中，总线受单片机控制。单片机产生串行时钟(SCL)，控制总线的存取，发送STRAT和STOP信号。
　　2?总线协议
仅当总线不忙(数据和时钟均保持高电平)时方能启动数据传输。在数据传输期间，时钟(SCL)为高电平时数据(SDA)必须保持不变。在SCL为高电平时数据线(SDA)从高电平跳变到低电平，为开始数据传输(START)的条件，开始数据传输条件后所有的命令有效；SCL为高电平时，数据(SDA)从低电平跳变到高电平，为停止数据传输(STOP)的条件，停止数据传输条件后所有的操作结束。开始数据传输START后、停止数据传输STOP前，SCL高电平期间，SDA上为有效数据。字节写入时，每写完一个字节，送一位传送结束信号ACK，直至STOP；读出时，每读完一个字节，送一位传送结束信号ACK，但STOP前一位结束时不送ACK信号。
3?器件寻址
START后，单片机发送一个控制字，该控制字包括Start位(S)、受控地址(7位，对24XX00来说前四位为1010，后三位无关系)、读写(R/W)选择位(“1”为读，“0”为写)及传送结束位ACK。24XX00的控制字格式如下：
S 1 0 1 0 X X X R/W ACK
24XX00随时监视总线上是否为有效地址，若受控地址正确且器件未处在编程方式下，则产生传送结束位ACK。
　　4?写操作　
单片机送出开始信号后，接着送器件码(7位)、R/W位，表示ACK位后面为待写入数据字节的字地址和待写入数据字节，然后结束一个字节的写入。即S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋字地址＋ACK＋写入数据＋ACK＋STOP。
5?读操作
读操作有三种，读当前地址的内容、读指定地址的内容、读指定起始地址后的若干字节的内容。
读当前地址的内容为：S＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据＋no ACK＋STOP
读指定地址的内容为：S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋写入数据＋ACK＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据＋no
ACK＋STOP
读指定起始地址后的若干字节的内容为：S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋写入数据＋ACK＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据(1)＋ACK＋……＋读出数据(n＋x)＋noACK＋STOP
24XX系列串行E2PROM存储芯片与单片机硬件接口只有SCL和SDA两根线，非常简单。