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电可擦可编程只读存储器(EEPROM)主要特性、应用和电路图

136 2022-07-19 来源: IC先生 作者: IC先生

电可擦可编程只读存储器,英文缩写是EEPROM,它是一种非易失性闪存设备,即在断电时保留存储的信息。

EEPROM通常提供出色的功能和性能,在电可擦可编程只读存储器中,可以对IC(集成电路)进行多次写入和编程,它们充当EPROM(UV可擦除编程ROM)。

更重要的是,当需要在其上写入新程序或信息或数据时,无需将EEPROM从其所属的计算机或电子设备中取出就可以对EEPROM芯片完成特定的定制。


电可擦可编程只读存储器

由于用户可以改变某些单元的质量,而不用期望擦除不同单元上的编程。因此,数据区域可能会被擦除和替换,而无需调整芯片编程的任何其余部分。保存在EEPROM芯片中的数据是永久性的,直到用户选择删除和替换其中包含的数据。保存在EEPROM芯片中的信息即使断电也不会丢失,这里只使用了一个外部电源设备。写入和擦除操作以字节为单位进行。

目前可用的EEPROM器件有很多种,但最常用的EEPROM系列之一是24CXX系列器件,如24C02、24C04、24C08等,这些器件具有相同的特性,只是其存储器不同。另外,还有一些微处理器,例如DS28EC20+TSTM8S003F3P6TR等也都支持EEPROM。

EEPROM特点

  • 低电压和标准电压操作(100 kHz (1.8V) 和 400 kHz (2.7V, 5V) 兼容性)
  • 施密特触发器,用于噪声抑制的滤波输入
  • 内部组织128 x 8 (1K)、256 x 8 (2K)、512 x 8 (4K)、1024 x 8 (8K) 或 2048 x 8 (16K)
  • 可用于汽车设备
  • 两线串行接口(两线用于读取和写入数据)
  • 双向数据传输协议
  • 用于硬件数据保护的写保护引脚
  • 8字节页面(1K、2K)、16字节页面(4K、8K、16K)写入模式
  • 自定义写周期

工作原理

EEPROM使用与UV-EPROM相同的原理。由于被困在浮动栅中的电子将改变单元的特性,因此将是存储而不是逻辑“0”或逻辑“1”。

EEPROM是在单元设计中实现最少标准的存储设备。大多数普通单元由两个晶体管组成。在这种情况下,存储晶体管具有将捕获电子的浮栅。除此之外,还有一个用于操作的存取晶体管。在EPROM中,当电子从浮栅中移除时,单元被擦除,而在EEPROM中,当电子被捕获在浮栅中时,单元被擦除。

此外,有两个不同的EEPROM系列:串行和并行访问。串行访问占市场上整体EEPROM的90%,而并行访问EEPROM约占10%。

并行EEPROM:

  • 并行设备的密度更高,超过256位,通常工作速度更快。
  • 高度可靠,这些主要用于军事市场。
  • 它们与EPROM和闪存设备引脚兼容。

串行EEPROM:

  • 串行EEPROM的密度较低(通常从256位到256Kbit)并且比并行设备慢。
  • 它们便宜得多,并且用于更多的“商业”应用程序。

主要特征

  • 工作电压范围读取:1.8V至5.5V
  • 工作频率:2.0MHz(VCC=4.5V至5.5V)
  • 能够顺序读取
  • 防止因错误指令识别而导致写入的功能
  • 耐力:106 cycles/word*1(Ta = +85°C)
  • 数据保留:100年 (Ta = +25°C)、20年 (Ta = +85°C)
  • 内存容量:S-93C46B 1 K-bit、S-93C56B 2 K 位、S-93C66B 4 K 位
  • 初始数据:FFFFh
  • 无铅、Sn 100%、无卤素*2

存储器结构

AT24C02 EEPROM:24C02内部组织为32页,每页8字节,2K需要8位数据字地址用于随机字寻址。

AT24C04 EEPROM:24C04内部组织为32页,每页16字节;4K需要一个9位数据字地址来进行随机字寻址。

AT24C08 EEPROM:24C08内部组织为64页,每页16字节,8K需要10位数据字地址用于随机字寻址。

主要应用

EEPROM用于许多应用,例如电信、消费电子、汽车和工业应用。其它应用还包括:

  • 测试设备的可重新编程校准数据
  • 来自遥控发射器的学习功能的数据存储

AT24C02 EEPROM

AT24C02是一种典型的电可擦可编程只读存储器 (EEPROM) 芯片,它内部组织为32页,每页8字节;它有2Kbits的内存大小,是最常用的是EEPROM,自带8针DIP,如下图所示:

AT24C02 EEPROM

引脚 1-3:  A0、A1、A2是芯片的地址输入,其中A1和A2用于寻址,A0是NA(无连接)引脚。八个2K设备可以在单个总线系统上寻址。

引脚 4: 接地 (GND)。

引脚 5: 串行数据引脚,它是双向的串行数据传输。

引脚 6: 串行时钟输入,提供正时钟信号。

引脚 7: 写保护引脚,提供硬件数据保护。当连接到接地引脚时,它允许读/写操作。

引脚 8: 电源。

应用示例:

在下图电路中,使用了2KB存储器EEPROM 24C02来存储键盘输入的所需密码/数字,两者都与图中所示的微控制器连接。当用户想要打开由适当连接到微控制器的液晶显示器提示的锁时,他必须通过键盘输入密码。

如果它与微控制器检索到的EEPROM中存储的密码匹配,它会在引脚38和37处提供逻辑高电平以打开或关闭门。出于输出验证的目的,可以使用两个灯来指示门的打开和关闭。

24C02的应用

总结

简单来说,电可擦可编程只读存储器是一种可以通过电子方式多次擦除复写的半导体存储设备。相比EPROM芯片,EEPROM不需要用紫外线照射,也不需取出来就可以用特定的电压来擦除芯片上的信息,以便写入新的数据,使用非常的方便。

由于EEPROM的优越性能以及操作的便利性,它已经被广泛用于需要经常擦除的BIOS芯片以及闪存芯片,并逐步替代部分有断电保留需要的RAM芯片,甚至取代部分的硬盘功能。

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电可擦可编程只读存储器(EEPROM)主要特性、应用和电路图


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文章标签: 存储器
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