-42-●新特器件应用《国外电子元器件》1997年第8期1997年8月串行E2PROMAT24CXX的原理及应用孔令成王华摘要:本文分析了美国爱特梅尔(ATMEL)公司生产的最新二线式串行CMOSE2PROM芯片AT24C01/02/04/08/16的内部结构、性能特点、读写时序,并说明了使用方法。关键词:E2PROM串行读写地址数据如图1所示,各管脚功能如表1所示,内部结1、引言串行E2PROM芯片AT24C01/02/04/08/16是美国爱特梅尔(ATMEL)公司最新生产的二线式串行IC卡芯片,小巧,可靠性高,具有保护性能,速度快,安全稳定,因此在设计IC卡等领域中得到了广泛的应用。2、AT24CXX性能特点AT24CXX系列芯片主要有AT24C01,AT24C02,AT24C04,AT24C08,AT24C16等型号,其区别主要是容量不同,分别为1k,2k,4k,8k和16k比特。其内部组合分别为128×8位、256×8位、512×8位、1024×8位和2048×8位,并允许部分页面写入功能。并有多种工作电压可供不同用户选择。它采用低功耗、高速度和高密度CMOS工艺,可擦写10万次以上,数据保存100年有效,为双线串行接口。存储在芯片中的数据,可通过软件的方法利用各种加密算法进行处理,从而确保其安全性。芯片引脚和外形封装形式表1管脚功能表管脚功能构框图如图2所示。AT24CXX中8脚封装有双列直插塑封和表面封装两种形式,14引脚只有表面封装一种形式。芯片各管脚的功能为:SCL:在SCL的上升沿,数据输入到E2PROM。在SCL的下降沿,数据输出到E2PROM。图1AT24CXX引脚图A0A2SDASCLWPNC地址输入端串行数据端串行时钟输入端写保护端空脚图2AT24CXX内部结构框图©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.串行E2PROMAT24CXX的原理及应用-43-SDA:双向的串行数据输入输出、开路驱动端口。所有的E2PROM的SDA端可以并接在一起。A0～A2:地址输入端。当为AT24C01/02时用A2,A1,A0地址输入端,每8个同样的芯片可以连到一个总线系统中。当为AT24C04时,用A2,A1输入端,每4个同样的芯片可以连到一个总线系统中。当为AT24C08时,用A2输入端即可,每2个同样的芯片连到一个总线系统中。当为AT24C16时,地址端全不连。WP:用于数据保护,操作功能如表2所示。3、AT24CXX的工作原理两个总线SCL和SDA一般由一个电阻上拉为高电平。SDA上数据只有在SCL低电平周期内才能改变,见图3所示。通过SCL高电平期间数据的改变表示“开始”或“停止”两种状态:当SCL为高电平时,SDA由高电平转向低电平时表示“开始”状态,由低电平转向高电平表示“停止”状态,如图4所示。其中“开始”状态必须在其他操作之前执行,而“停止”状态则终止所有操作。同时AT24CXX与设备的信息交换还需要另外一图3数据有效时序图图4开始,停止的定义个状态,那就是“确认(ACK)”,总线上的任何接收数据设备必须将SDA总线置于低电平以确定它成功地收到了每个字节,该确认状态是在每个字节之后,第九个时钟周期时发生的。同时AT24CXX也通过在收到每个地址或数据码之后置SDA低电平的方式确认,如图5所示。一般情况下,为了正确无误地访问AT24CXX,外部数据传送必须在发出“开始”状态之后,随即给出一个8位地址码,称作器件寻址码,该码高四位为1010,接下来3位依次是A2,A1,A0。它们与各自芯片的输入地址引脚相连接相对应,未作硬件连接的引脚所对应位用于页面寻址。最后1位是读写操作选择位,该位为0(低电平)时激发写操作,为1(高电平)时激发读操作。4、使用方法AT24CXX的使用方法与一般的串行E2PROM类似,硬件上只要控制CPU读写口地址就行。电路的连接较为简单,不再叙述,下面详细描述进行读写时的关键技术。4.1写操作AT24CXX具有字节写操作和页面写操作两种方式,图6为字节写操作时序。由图可图5输出确认图6写字节操作管脚WP状态24C01表2管脚WP操作功能表可保护的部分24C0224C0424C0824C16连到VCC连到GND全部(1k)全部(2k)全部(4k)正常读写操作上半部(8k)正常读写操作©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-44-《国外电子元器件》1997年第8期1997年8月看出,该方式在器件寻址确认之后是一个字节数据寻址码。在收到字节数据寻址码后通过SDA发出确认信号,并随时钟输入8位数据码。同样收到数据之后,再次发出确认信号。数据传送必须用停止状态来终止写操作,这时...
