基于51單片機(jī)的模路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的模路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,51,單片機(jī),路燈,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 1 目 錄 1 CSI24WC0 1 02 04 08 16 2 10 2 CSI24WC32 64 11 18 3 CSI24WC128 19 26 4 CSI24WC256 27 34 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 2 CAT24WC01 02 04 08 16 1K 2K 4K 8K 16K 位串行 E 2 PROM 特性 與 400KHz I 2 C 總線兼容 1 8 到 6 0 伏工作電壓范圍 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫(xiě)保護(hù)功能 當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫(xiě)保護(hù)狀態(tài) 頁(yè)寫(xiě)緩沖器 自定時(shí)擦寫(xiě)周期 1 000 000 編程 擦除周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 或 TSSOP 封裝 溫度范圍 商業(yè)級(jí) 工業(yè)級(jí)和汽車(chē)級(jí) 概述 CAT24WC01 02 04 08 16 是一個(gè) 1K 2K 4K 8K 16K 位串行 CMOS E 2 PROM 內(nèi)部含有 128 256 512 1024 2048 個(gè) 8 位字節(jié) CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗 CAT24WC01 有一個(gè) 8 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 CAT24WC02 04 08 16 有一個(gè) 16 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 該器件通過(guò) I 2 C 總線接口進(jìn)行操作 有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能 管腳配置 管腳描述 管腳名稱(chēng) 功能 A0 A1 A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫(xiě)保護(hù) Vcc 1 8V 6 0V 工作電壓 Vss 地 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 3 方框圖 極限參數(shù) 工作溫度 工業(yè)級(jí) 55 125 商業(yè)級(jí) 0 75 貯存溫度 65 150 各管腳承受電壓 2 0 Vcc 2 0V Vcc 管腳承受電壓 2 0 7 0V 封裝功率損耗 T a 25 1 0W 焊接溫度 10 秒 300 輸出短路電流 100mA 可靠性參數(shù) 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 單位 參考測(cè)試模式 N END 耐久性 1 000 000 周期 字節(jié) MIL STD 883 測(cè)試方法 1033 T DR 數(shù)據(jù)保存時(shí)間 100 年 MIL STD 883 測(cè)試方法 1008 V ZAP ESD 2000 V MIL STD 883 測(cè)試方法 3015 I LTH 上拉電流 100 mA JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 17 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 4 直流操作特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 測(cè)試條件 I CC 電源電流 3 mA F SCL 100KHz I SB 備用電流 Vcc 5 0V 0 A V IN 0 Vcc I LI 輸入漏電流 10 A V IN 0 Vcc I LO 輸出漏電流 10 A V OUT 0 Vcc V IL 輸入低電壓 1 Vcc 0 3 V V IH 輸入高電壓 Vcc 0 7 Vcc 0 5 V V OL1 輸出低電壓 0 4 V I OL 3 mA V OL2 輸出低電壓 0 5 V I OL 1 5 mA 分布電容 TA 25 f 1 0MHz Vcc 5V 符號(hào) 測(cè)試項(xiàng) 最大 單位 條件 C I O I O 電容 SDA 腳 8 PF V I O 0V C IN 輸出電容 A0 A1 A2 SCL WP 6 PF V IN 0V 交流特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 輸出負(fù)載能力為 1 個(gè) TTL 門(mén)和 100pF 讀寫(xiě)周期范圍 1 8 V 2 5 V 4 5V 5 5V 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 最小 最大 單位 F SCL 時(shí)鐘頻率 100 400 KHz T I SCL SDA 輸入的噪聲抑制時(shí)間 200 200 ns t AA SCL 變低至 SDA 數(shù)據(jù)輸出及應(yīng)答信號(hào) 3 5 1 s t BUF 新的發(fā)送開(kāi)始前總線空閑時(shí)間 4 7 1 2 s t HD STA 起始信號(hào)保持時(shí)間 4 0 6 s t LOW 時(shí)鐘低電平周期 4 7 1 2 s t HIGH 時(shí)鐘高電平周期 4 0 6 s t SU STA 起始信號(hào)建立時(shí)間 4 7 0 6 s t HD DAT 數(shù)據(jù)輸入保持時(shí)間 0 0 ns t SUl DAT 數(shù)據(jù)輸入建立時(shí)間 50 50 ns t R SDA 及 SCL 上升時(shí)間 1 0 3 s t F SDA 及 SCL 下降時(shí)間 300 300 ns t SU STO 停止信號(hào)建立時(shí)間 4 0 6 s t DH 數(shù)據(jù)輸出保持時(shí)間 100 100 ns 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 5 上電時(shí)序 符號(hào) 參數(shù) 最大 單位 t PUR 上電到讀操作 1 ms t PUW 上電到寫(xiě)操作 1 ms 寫(xiě)周期限制 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 t WR 寫(xiě)周期時(shí)間 10 ms 寫(xiě)周期時(shí)間是指從一個(gè)寫(xiě)時(shí)序的有效停止信號(hào)到內(nèi)部編程 擦除周期結(jié)束的這一段時(shí)間 在寫(xiě)周期期 間 總線接口電路禁能 SDA 保持為高電平 器件不響應(yīng)外部操作 功能描述 CAT24WC01 02 04 08 16 支持 I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議規(guī)定 任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的 器件作為發(fā)送器 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信 號(hào)的主器件控制的 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器 但由主器件控制傳送數(shù)據(jù) 發(fā)送或接 收 的模式 通過(guò)器件地址輸入端 A0 A1 和 A2 可以實(shí)現(xiàn)將最多 8 個(gè) 24WC01 和 24WC02 器件 4 個(gè) 242C04 器件 2 個(gè) 24WC08 器件和 1 個(gè) 24WC16 器件連接到總線上 管腳描述 SCL 串行時(shí)鐘 CAT24WC01 02 04 08 16 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘 這是一個(gè)輸 入管腳 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 CAT24WC01 02 04 08 16 雙向串行數(shù)據(jù) 地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDA 是一個(gè)開(kāi)漏 輸出管腳 可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或 wire OR A0 A1 A2 器件地址輸入端 這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址 當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為 0 24WC01 除外 當(dāng)使用 24WC01 或 24WC02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián) 8 個(gè)器件 如果只有一個(gè) 24WC02 被總線尋址 這三個(gè)地 址輸入腳 A0 A1 A2 可懸空或連接到 Vss 如果只有一個(gè) 24WC01 被總線尋址 這三個(gè)地址輸入 腳 A0 A1 A2 必須連接到 Vss 當(dāng)使用 24WC04 時(shí)最多可連接 4 個(gè)器件 該器件僅使用 A1 A2 地址管腳 A0 管腳未用 可以連 接到 Vss 或懸空 如果只有一個(gè) 24WC04 被總線尋址 A1 和 A2 地址管腳可懸空或連接到 Vss 當(dāng)使用 24WC08 時(shí)最多可連接 2 個(gè)器件 且僅使用地址管腳 A2 A0 A1 管腳未用 可以連接到 Vss 或懸空 如果只有一個(gè) 24WC08 被總線尋址 A2 管腳可懸空或連接到 Vss 當(dāng)使用 24WC16 時(shí)最多只可連接 1 個(gè)器件 所有地址管腳 A0 A1 A2 都未用 管腳可以連接到 Vss 或懸空 WP 寫(xiě)保護(hù) 如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù) 只能讀 當(dāng) WP 管腳連接到 Vss 或懸空 允許 器件進(jìn)行正常的讀 寫(xiě)操作 I 2 C 總線協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議定義如下 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 6 1 只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 2 在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中 當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài) 不允許有跳變 時(shí) 鐘線為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào) 起始信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為 I 2 C 總線的起始信號(hào) 停止信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I 2 C 總線的停止信號(hào) 圖1 總線時(shí)序 圖 2 寫(xiě)周期時(shí)序 圖 3 起始 停止時(shí)序 器件尋址 主器件通過(guò)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程 然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址 8 位從器件地 址的高 4 位固定為 1010 見(jiàn)圖 5 接下來(lái)的 3 位 A2 A1 A0 為器件的地址位 用來(lái)定義哪個(gè)器件 以及器件的哪個(gè)部分被主器件訪問(wèn) 上述 8 個(gè) CAT24WC01 02 4 個(gè) CAT24WC04 2 個(gè) CAT24WC08 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 7 1 個(gè) CAT24WC16 可單獨(dú)被系統(tǒng)尋址 從器件 8 位地址的最低位 作為讀寫(xiě)控制位 1 表示對(duì)從器件 進(jìn)行讀操作 0 表示對(duì)從器件進(jìn)行寫(xiě)操作 在主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址字節(jié)后 CAT24WC01 02 04 08 16 監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 通過(guò) SDA 線 CAT24WC01 02 04 08 16 再根據(jù)讀寫(xiě)控制位 R W 的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懖僮?應(yīng)答信號(hào) I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送時(shí) 每成功地傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 應(yīng)答的器 件在第 9 個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將 SDA 線拉低 表示其已收到一個(gè) 8 位數(shù)據(jù) CAT24WC01 02 04 08 16 在接收到起始信號(hào)和從器件地址之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 如果器件已選擇 了寫(xiě)操作 則在每接收一個(gè) 8 位字節(jié)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 當(dāng) CAT24WC01 02 04 08 16 工作于讀模式時(shí) 在發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)后釋放 SDA 線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答 信號(hào) 一旦接收到應(yīng)答信號(hào) CAT24WC01 02 04 08 16 繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 器 件停止傳送數(shù)據(jù)且等待一個(gè)停止信號(hào) 圖 4 應(yīng)答時(shí)序 圖 5 從器件地址位 1 A0 A1 和 A2 對(duì)應(yīng)器件的管腳 1 2 和 3 2 a8 a9 和 a10 對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)陣列地址字地址 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 8 寫(xiě)操作 字節(jié)寫(xiě) 在字節(jié)寫(xiě)模式下 主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息 R W 位置零 給從器件 在從器件產(chǎn)生 應(yīng)答信號(hào)后 主器件發(fā)送 CAT24WC01 02 04 08 16 的字節(jié)地址 主器件在收到從器件的另一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 后 再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元 CAT24WC01 02 04 08 16 再次應(yīng)答 并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后 開(kāi)始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫(xiě) 在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中 CAT24WC01 02 04 08 16 不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求 圖 6 字節(jié)寫(xiě)時(shí)序 頁(yè)寫(xiě) 用頁(yè)寫(xiě) CAT24WC01 可一次寫(xiě)入 8 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) CAT24WC02 04 08 16 可以一次寫(xiě)入 16 個(gè)字節(jié)的 數(shù)據(jù) 頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫(xiě)一樣 不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號(hào) 主器件被允許 發(fā)送 P CAT24WC01 P 7 CAT24WC02 04 08 16 P 15 個(gè)額外的字節(jié) 每發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 CAT24WC01 02 04 08 16 產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位并將字節(jié)地址低位加 1 高位保持不變 如果在發(fā)送停止信號(hào)之前主器件發(fā)送超過(guò) P 1個(gè)字節(jié) 地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 先前寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被 覆蓋 接收到 P 1字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號(hào)后 CAT24CXXX啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期將數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù)據(jù)區(qū) 所 有接收的數(shù)據(jù)在一個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 CAT24WC01 02 04 08 16 圖 7 頁(yè)寫(xiě)時(shí)序 應(yīng)答查詢(xún) 可以利用內(nèi)部寫(xiě)周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性 一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時(shí) CAT24WC02 04 08 16 啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期 應(yīng)答查詢(xún)立即啟動(dòng) 包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行寫(xiě)操作的從 器件地址 如果 CAT24WC02 04 08 16 正在進(jìn)行內(nèi)部寫(xiě)操作 不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 如果 CAT24WC02 04 08 16 已經(jīng)完成了內(nèi)部自寫(xiě)周期 將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 主器件可以繼續(xù)進(jìn)行下一次讀 寫(xiě)操作 寫(xiě)保護(hù) 寫(xiě)保護(hù)操作特性可使用戶避免由于不當(dāng)操作而造成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫(xiě) 當(dāng) WP 管腳接高時(shí) 整個(gè)寄存器區(qū)全部被保護(hù)起來(lái)而變?yōu)橹豢勺x取 CAT24WC01 02 04 08 16 可以接收從器件地址和字節(jié)地 址 但是裝置在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫(xiě) 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 9 讀操作 對(duì) CAT24WC01 02 04 08 16 讀操作的初始化方式和寫(xiě)操作時(shí)一樣 僅把 R W 位置為 1 有三種不同的 讀操作方式 立即地址讀 選擇讀和連續(xù)讀 立即地址讀 CAT24WC01 02 04 08 16 的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1 也就是說(shuō) 如果上次讀 寫(xiě) 的操作地址為 N 則立即讀的地址從地址 N 1開(kāi)始 如果 N E 這里對(duì) 24WC01 E 127 對(duì) 24WC02 E 255 對(duì) 24WC04 E 511 對(duì) 24WC08 E 1023 對(duì) 24WC16 E 2047 則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到 0 且繼 續(xù)輸出數(shù)據(jù) CAT24WC01 02 04 08 16 接收到從器件地址信號(hào)后 R W 位置 1 它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答 信號(hào) 然后發(fā)送一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 圖 8 立即地址讀時(shí)序 選擇性讀 選擇性讀操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作 主器件首先通過(guò)發(fā)送起始信號(hào) 從器件 地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個(gè)偽寫(xiě)操作 在 CAT24WC01 02 04 08 16 應(yīng)答之后 主器件重 新發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址 此時(shí) R W 位置 1 CAT24WC01 02 04 08 16 響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 然后 輸出所要求的一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 圖 9 選擇讀時(shí)序 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 10 連續(xù)讀 連續(xù)讀操作可通過(guò)立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng) 在 CAT24WC01 02 04 08 16 發(fā)送完一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù) 據(jù)后 主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng) 告知 CAT24WC01 02 04 08 16 主器件要求更多的數(shù)據(jù) 對(duì)應(yīng)每 個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào) CAT24WC01 02 04 08 16 將發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)字節(jié) 當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而 發(fā)送停止位時(shí)結(jié)束此操作 從 CAT24WC01 02 04 08 16 輸出的數(shù)據(jù)按順序由 N 到 N 1 輸出 讀操作時(shí)地址計(jì)數(shù)器在 CAT24WC01 02 04 08 16 整個(gè)地址內(nèi)增加 這樣整個(gè)寄存器區(qū)域在可在一個(gè)讀操作內(nèi)全部讀出 當(dāng)讀取 的字節(jié)超過(guò) E 對(duì)于 24WC01 E 127 對(duì) 24WC02 E 255 對(duì) 24WC04 E 511 對(duì) 24WC08 E 1023 對(duì) 24WC16 E 2047 計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié) 圖1 0 連續(xù)讀時(shí)序 訂單信息 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 11 CAT24WC32 64 32K 64K 位串行 E 2 PROM 特性 與 400KHz I 2 C 總線兼容 1 8 到 6 0 伏工作電壓范圍 最多可級(jí)聯(lián) 8 個(gè)器件 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫(xiě)保護(hù)功能 當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫(xiě)保護(hù)狀態(tài) 32 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 自定時(shí)擦寫(xiě)周期 噪聲保護(hù)的施密特觸發(fā)輸入 零待機(jī)電流 1 000 000 編程 擦寫(xiě)周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 封裝 溫度范圍 商業(yè)級(jí) 工業(yè)級(jí)和汽車(chē)級(jí) 概述 CAT24WC32 64 是一個(gè) 32K 64K 位串行 CMOS E 2 PROM 內(nèi)部含有 4096 8192 個(gè)字節(jié) 每字節(jié)為 8 位 CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗 CAT24WC32 64 有一個(gè) 32 字節(jié)頁(yè) 寫(xiě)緩沖器 該器件通過(guò) I 2 C 總線接口進(jìn)行操作 管腳配置 DIP 封裝 P SOIC 封裝 J K 管腳描述 管腳名稱(chēng) 功能 A0 A1 A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫(xiě)保護(hù) Vcc 1 8V 6 0V 工作電壓 Vss 地 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 12 方框圖 極限參數(shù) 工作溫度 工業(yè)級(jí) 55 125 商業(yè)級(jí) 0 75 貯存溫度 65 150 各管腳承受電壓 2 0 Vcc 2 0V Vcc 管腳承受電壓 2 0 7 0V 封裝電源功耗 T a 25 1 0W 焊接溫度 10 秒 300 口輸出短路電流 100mA 可靠性參數(shù) 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 單位 參考測(cè)試模式 N END 耐久性 1 000 000 周期 字節(jié) MIL STD 883 測(cè)試方法 1033 T DR 數(shù)據(jù)保存 100 年 MIL STD 883 測(cè)試方法 1008 V ZAP ESD 2000 V MIL STD 883 測(cè)試方法 3015 I LTH 上拉電流 100 mA JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 17 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 13 直流操作特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 測(cè)試條件 I CC 電源電流 3 mA F SCL 100KHz I SB 備用電流 Vcc 5 0V 0 A V IN 0 Vcc I LI 輸入漏電流 10 A V IN 0 Vcc I LO 輸出漏電流 10 A V OUT 0 Vcc V IL 輸入低電壓 1 Vcc 0 3 V V IH 輸入高電壓 Vcc 0 7 Vcc 0 5 V V OL1 輸出低電壓 Vcc 3V 0 4 V I OL 3 mA V OL2 輸出低電壓 Vcc 1 8V 0 5 V I OL 1 5 mA 分布電容 TA 25 f 1 0MHz Vcc 5V 符號(hào) 測(cè)試項(xiàng) 最大 單位 條件 C I O I O 電容 SDA 腳 8 PF V I O 0V C IN 輸出電容 A0 A1 A2 SCL WP 6 PF V IN 0V 交流特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 輸出負(fù)載能力為 1 個(gè) TTL 門(mén)和 100pF 讀寫(xiě)周期范圍 1 8 V 2 5 V 4 5V 5 5V 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 最小 最大 單位 F SCL 時(shí)鐘頻率 100 400 KHz T I SCL SDA 輸入的噪聲抑制時(shí)間 200 200 ns t AA SCL 變低至 SDA 數(shù)據(jù)輸出及應(yīng)答信號(hào) 3 5 1 s t BUF 新的發(fā)送開(kāi)始前總線空閑時(shí)間 4 7 1 2 s t HD STA 起始信號(hào)保持時(shí)間 4 0 6 s t LOW 時(shí)鐘低電平周期 4 7 1 2 s t HIGH 時(shí)鐘高電平周期 4 0 6 s t SU STA 起始信號(hào)建立時(shí)間 4 7 0 6 s t HD DAT 數(shù)據(jù)輸入保持時(shí)間 0 0 ns t SUl DAT 數(shù)據(jù)輸入建立時(shí)間 50 50 ns t R SDA 及 SCL 上升時(shí)間 1 0 3 s t F SDA 及 SCL 下降時(shí)間 300 300 ns t SU STO 停止信號(hào)建立時(shí)間 4 0 6 s t DH 數(shù)據(jù)輸出保持時(shí)間 100 100 ns 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 14 上電時(shí)序 符號(hào) 參數(shù) 最大 單位 t PUR 上電到讀操作 1 ms t PUW 上電到寫(xiě)操作 1 ms 寫(xiě)周期限制 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 t WR 寫(xiě)周期時(shí)間 10 ms 寫(xiě)周期時(shí)間是指從一個(gè)寫(xiě)時(shí)序的有效停止信號(hào)到內(nèi)部編程 擦除周期結(jié)束的這一段時(shí)間 在寫(xiě)周期期 間 總線接口電路禁能 SDA 保持為高電平 器件不響應(yīng)外部操作 功能描述 CAT24WC32 64 支持 I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議規(guī)定 任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為 發(fā)送器 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器 件控制的 CAT24WC32 64 是作為從器件被操作的 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器 但由 主器件控制傳送數(shù)據(jù) 發(fā)送或接收 的模式 管腳描述 SCL 串行時(shí)鐘 CAT24WC32 64 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘 這是一個(gè)輸入管腳 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 雙向串行數(shù)據(jù) 地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDA 是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳 可與其它開(kāi) 漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或 wire OR A0 A1 A2 器件地址輸入端 這些管腳為硬連線或者不連接 在硬件上與 CAT24WC16 兼容 對(duì)于單總線系統(tǒng) 最多可尋址 8 個(gè) CAT24WC32 64 器件 參閱器件尋址 當(dāng)這些引腳沒(méi)有連接時(shí)其默認(rèn)值為 0 WP 寫(xiě)保護(hù) 當(dāng) WP 腳連接到 Vcc 所有內(nèi)存變成寫(xiě)保護(hù) 只能讀 當(dāng) WP 引腳連接到 Vss 或懸空 允許器件進(jìn) 行讀 寫(xiě)操作 I 2 C 總線協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議定義如下 1 只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 2 在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中 當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài) 不允許有跳變 時(shí)鐘線 為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào) 起始信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為 I 2 C 總線的起始信號(hào) 停止信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I 2 C 總線的停止信號(hào) 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 15 圖1 總線時(shí)序 圖 2 寫(xiě)時(shí)序 圖 3 起始 停止時(shí)序 器件尋址 主器件通過(guò)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程 然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址 8 位從器件地 址的高 4 位固定為 1010 見(jiàn)圖 5 接下來(lái)的 3 位 A2 A1 A0 為器件的地址位 最多可以連接 8 個(gè) 32K 64K 器件到同一總線上 這些位必須與硬連線輸入腳 A2 A1 A0 相對(duì)應(yīng) 從器件 8 位地址的最低 位 作為讀寫(xiě)控制位 1 表示對(duì)從器件進(jìn)行讀操作 0 表示對(duì)從器件進(jìn)行寫(xiě)操作 在主器件發(fā)送起 始信號(hào)和從器件地址字節(jié)后 CAT24WC32 64 監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答 信號(hào) 通過(guò) SDA 線 CAT24WC32 64 再根據(jù)讀寫(xiě)控制位 R W 的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懖僮?應(yīng)答信號(hào) I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送時(shí) 每成功地傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 應(yīng)答的器 件在第 9 個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將 SDA 線拉低 表示其已收到一個(gè) 8 位數(shù)據(jù) CAT24WC32 64 在接收到起始信號(hào)和從器件地址之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 如果器件已選擇了寫(xiě)操作 則在每接收一個(gè) 8 位字節(jié)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 16 當(dāng) CAT24WC32 64 工作于讀模式時(shí) 在發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)后釋放 SDA 線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 一 旦接收到應(yīng)答信號(hào) CAT24WC32 64 繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 器件停止傳送數(shù)據(jù)并 等待一個(gè)停止信號(hào) 主器件必須發(fā)一個(gè)停止信號(hào)給 CAT24WC32 64 使其進(jìn)入備用電源模式并使器件處于 已知的狀態(tài) 圖 4 應(yīng)答時(shí)序 圖 5 從器件地址位 1 0 1 0 A2 A1 A0 R W 寫(xiě)操作 字節(jié)寫(xiě) 在字節(jié)寫(xiě)模式下 主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址信息 R W 位置 0 給從器件 在從器件送回 應(yīng)答信號(hào)后 主器件發(fā)送兩個(gè) 8 位地址字寫(xiě)入 CAT24WC32 64 的地址指針 主器件在收到從器件的應(yīng)答 信號(hào)后 再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元 CAT24WC32 64 再次應(yīng)答 并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始 內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫(xiě) 在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中 CAT24WC32 64 不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求 圖 6 字節(jié)寫(xiě)時(shí)序 頁(yè)寫(xiě) 在頁(yè)寫(xiě)模式下 單個(gè)寫(xiě)周期內(nèi) CAT24WC32 64 最多可以寫(xiě)入 32 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字 節(jié)寫(xiě)一樣 不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后 主器件允許繼續(xù)發(fā)送 31 個(gè)字節(jié) 每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后 CAT24WC32 64 將響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答位 且內(nèi)部低 5 位地址加 1 高位地址保持不變 如果主器件在發(fā)送停 止信號(hào)之前發(fā)送大于 32 個(gè)字節(jié) 地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 先前寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被覆蓋 當(dāng)所有 32 字節(jié)接收完畢 主器件發(fā)送停止信號(hào) 內(nèi)部編程周期開(kāi)始 此時(shí) 所有接收到的數(shù)據(jù)在單 個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 CAT24WC32 64 圖 7 頁(yè)寫(xiě)時(shí)序 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 17 應(yīng)答查詢(xún) 可以利用內(nèi)部寫(xiě)周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性 一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時(shí) CAT24WC32 64 啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期 應(yīng)答查詢(xún)立即啟動(dòng) 包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行寫(xiě)操作的從器件地 址 如果 CAT24WC32 64 正在進(jìn)行內(nèi)部寫(xiě)操作 不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 如果 CAT24WC32 64 已經(jīng)完成了 內(nèi)部自寫(xiě)周期 將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 主器件可以繼續(xù)對(duì) CAT24WC32 64 進(jìn)行下一次讀寫(xiě)操作 寫(xiě)保護(hù) 寫(xiě)保護(hù)操作特性可使用戶避免由于不當(dāng)操作而造成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫(xiě) 當(dāng) WP 管腳接高時(shí) 整個(gè)寄存器區(qū)全部被保護(hù)起來(lái)而變?yōu)橹豢勺x取 CAT24WC32 64 可以接收從器件地址和字節(jié)地址 但是 裝置在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫(xiě) 讀操作 CAT24WC32 64 讀操作的初始化方式和寫(xiě)操作時(shí)一樣 僅把 R W 位置為 1 有三種不同的讀操作方 式 立即 當(dāng)前地址讀 選擇 隨機(jī)讀和連續(xù)讀 立即 當(dāng)前地址讀 CAT24WC32 64 的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1 也就是說(shuō) 如果上次讀 寫(xiě)的操作地 址為 N 則立即讀的地址從地址 N 1開(kāi)始 如果 N E 這里對(duì) 24WC32 E 4095 對(duì) 24WC64 E 8191 則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到 0 且繼續(xù)輸出數(shù)據(jù) CAT24WC32 64 接收到從器件地址信號(hào)后 R W 位置 1 它首 先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 然后發(fā)送一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 但要產(chǎn)生一個(gè)停止 信號(hào) 圖 8 立即地址讀時(shí)序 選擇 隨機(jī)讀 選擇 隨機(jī)讀操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作 主器件首先通過(guò)發(fā)送起始信號(hào) 從器 件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個(gè)偽寫(xiě)操作 在 CAT24WC32 64 應(yīng)答之后 主器件重新發(fā)送 起始信號(hào)和從器件地址 此時(shí) R W 位置 1 CAT24WC32 64 響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 然后輸出所要求 的一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 18 圖 9 選擇讀 連續(xù)讀 連續(xù)讀操作可通過(guò)立即讀或選擇性讀操作方式啟動(dòng) 在 CAT24WC32 64 發(fā)送完一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)后 主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng) 告知 CAT24WC32 64 主器件要求更多的數(shù)據(jù) 對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng) 答信號(hào) CAT24WC32 64 將發(fā)送一個(gè) 8位數(shù)據(jù)字節(jié) 當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而發(fā)送停止位時(shí)結(jié)束此操作 從 CAT24WC32 64 輸出的數(shù)據(jù)按順序由 N 到 N 1 輸出 讀操作時(shí)地址計(jì)數(shù)器在 CAT24WC32 64 整 個(gè)地址內(nèi)增加 這樣整個(gè)寄存器區(qū)域在可在一個(gè)讀操作內(nèi)全部讀出 當(dāng)讀取的字節(jié)超過(guò) E 對(duì)于 24WC32 E 4095 對(duì) 24WC64 E 8191 計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié) 圖1 0 連續(xù)讀 訂單信息 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 19 CAT24WC128 128K 位 I 2 C 串行 E 2 PROM 特性 與 1MHz I 2 C 總線兼容 1 8 到 6 0 伏工作電壓范圍 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫(xiě)保護(hù)功能 當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫(xiě)保護(hù)狀態(tài) 64 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 自定時(shí)擦寫(xiě)周期 100 000 次編程 擦除周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 封裝 溫度范圍 商業(yè)級(jí) 工業(yè)級(jí)和汽車(chē)級(jí) 概述 CAT24WC128 是一個(gè) 128K 位串行 CMOS E 2 PROM 內(nèi)部含有 16384 個(gè)字節(jié) 每字節(jié)為 8 位 CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗 CAT24WC128 有一個(gè) 64 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 該器件通過(guò) I 2 C 總線接口進(jìn)行操作 管腳配置 DIP 封裝 P SOIC 封裝 J K 管腳描述 管腳名稱(chēng) 功能 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫(xiě)保護(hù) Vcc 1 8V 6 0V 電源 Vss 地 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 20 方框圖 極限參數(shù) 工作溫度 工業(yè)級(jí) 55 125 商業(yè)級(jí) 0 75 貯存溫度 65 150 各管腳承受電壓 2 0 Vcc 2 0V Vcc 管腳承受電壓 2 0 7 0V 封裝功率損耗 T a 25 1 0W 焊接溫度 10 秒 300 口輸出短路電流 100mA 可靠性參數(shù) 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 單位 參考測(cè)試模式 N END 耐久性 1 000 000 周期 字節(jié) MIL STD 883 測(cè)試方法 1033 T DR 數(shù)據(jù)保存 100 年 MIL STD 883 測(cè)試方法 1008 V ZAP ESD 2000 V MIL STD 883 測(cè)試方法 3015 I LTH 上拉電流 100 mA JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 17 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 21 直流操作特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 測(cè)試條件 I CC1 電源電流 讀 1 mA F SCL 100KHz Vcc 5V I CC2 電源電流 寫(xiě) 3 mA F SCL 100KHz Vcc 5V I SB 備用電流 Vcc 5 0V 0 A V IN 0 Vcc I LI 輸入漏電流 3 A V IN 0 Vcc I LO 輸出漏電流 3 A V OUT 0 Vcc V IL 輸入低電壓 1 Vcc 0 3 V V IH 輸入高電壓 Vcc 0 7 Vcc 0 5 V V OL1 輸出低電壓 Vcc 3V 0 4 V I OL 3 mA V OL2 輸出低電壓 Vcc 1 8V 0 5 V I OL 1 5 mA 分布電容 TA 25 f 1 0MHz Vcc 5V 符號(hào) 測(cè)試項(xiàng) 最大 單位 條件 C I O I O 電容 SDA 腳 8 pF V I O 0V C IN 輸出電容 SCL WP 6 pF V IN 0V 交流特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 輸出負(fù)載能力為 1 個(gè) TTL 門(mén)和 100pF 讀寫(xiě)周期范圍 1 8V 6 0V 2 5V 6 0V 3 0V 5 5V 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 最小 最大 最小 最大 單位 F SCL 時(shí)鐘頻率 100 400 1000 kHz t AA SCL 變低至 SDA 數(shù)據(jù)輸出及應(yīng)答信號(hào) 0 1 3 5 0 05 0 9 0 05 0 55 s t BUF 新的發(fā)送開(kāi)始前總線空閑時(shí)間 4 7 1 2 0 5 s t HD STA 起始信號(hào)保持時(shí)間 4 0 0 6 0 25 s t LOW 時(shí)鐘低電平周期 4 7 1 2 0 6 s t HIGH 時(shí)鐘高電平周期 4 0 0 6 0 4 s t SU STA 起始信號(hào)建立時(shí)間 4 0 0 6 0 25 s t HD DAT 數(shù)據(jù)輸入保持時(shí)間 0 0 0 ns t SUl DAT 數(shù)據(jù)輸入建立時(shí)間 100 100 100 ns t R SDA 及 SCL 上升時(shí)間 1 0 0 3 0 3 s t F SDA 及 SCL 下降時(shí)間 300 300 100 ns t SU STO 停止信號(hào)建立時(shí)間 4 7 0 6 0 25 s t DH 數(shù)據(jù)輸出保持時(shí)間 100 50 50 ns t WR 寫(xiě)周期時(shí)間 10 10 10 ms 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 22 寫(xiě)周期時(shí)間是指從一個(gè)寫(xiě)時(shí)序的有效停止信號(hào)到內(nèi)部編程 擦除周期結(jié)束的這一段時(shí)間 在寫(xiě)周期期 間 總線接口電路禁能 SDA 保持為高電平 器件不響應(yīng)外部操作 上電時(shí)序 符號(hào) 參數(shù) 最大 單位 t PUR 上電到讀操作 1 ms t PUW 上電到寫(xiě)操作 1 ms 功能描述 CAT24WC128 支持 I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議規(guī)定 任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為 發(fā)送器 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器 件控制的 CAT24WC128 是作為從器件被操作的 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器 但由主 器件控制傳送數(shù)據(jù) 發(fā)送或接收 的模式 管腳描述 SCL 串行時(shí)鐘 CAT24WC128 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘 這是一個(gè)輸入管腳 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 雙向串行數(shù)據(jù) 地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDA 是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳 可與其它開(kāi) 漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或 wire OR WP 寫(xiě)保護(hù) 當(dāng) WP 腳連接到 Vcc 所有內(nèi)存變成寫(xiě)保護(hù) 只能讀 當(dāng) WP 引腳連接到 Vss 或懸空 允許器件進(jìn) 行讀 寫(xiě)操作 I 2 C 總線協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議定義如下 1 只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 2 在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中 當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài) 不允許有跳變 時(shí)鐘線 為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào) 起始信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為 I 2 C 總線的起始信號(hào) 停止信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I 2 C 總線的停止信號(hào) 圖1 總線時(shí)序 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 23 圖 2 寫(xiě)時(shí)序 圖 3 起始 停止時(shí)序 器件尋址 主器件通過(guò)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程 然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址 8 位從器件地 址的高 7 位固定為 1010XXX 見(jiàn)圖 5 X 可以是 0 或 1 從器件地址的最低位作為讀寫(xiě)控制位 1 表 示對(duì)從器件進(jìn)行讀操作 0 表示對(duì)從器件進(jìn)行寫(xiě)操作 在主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址字節(jié)后 CAT24WC128 監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 通過(guò) SDA 線 CAT24WC128 再根據(jù)讀寫(xiě)控制位 R W 的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懖僮?應(yīng)答信號(hào) I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送時(shí) 每成功地傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 應(yīng)答的器 件在第 9 個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將 SDA 線拉低 表示其已收到一個(gè) 8 位數(shù)據(jù) CAT24WC128 在接收到起始信號(hào)和從器件地址之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 如果器件已選擇了寫(xiě)操作 則在每接收一個(gè) 8 位字節(jié)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 當(dāng) CAT24WC128 工作于讀模式時(shí) 在發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)后釋放 SDA 線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 一旦 接收到應(yīng)答信號(hào) CAT24WC128 繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 器件停止傳送數(shù)據(jù)并等待 一個(gè)停止信號(hào) 圖 4 應(yīng)答時(shí)序 圖 5 從器件地址位 1 0 1 0 X X X R W 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 24 X 可以是 0 或1 寫(xiě)操作 字節(jié)寫(xiě) 在字節(jié)寫(xiě)模式下 主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址信息 R W 位置 0 給從器件 在從器件送回 應(yīng)答信號(hào)后 主器件發(fā)送兩個(gè) 8 位地址字寫(xiě)入 CAT24WC128 的地址指針 主器件在收到從器件的應(yīng)答信 號(hào)后 再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元 CAT24WC128 再次應(yīng)答 并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始內(nèi)部 數(shù)據(jù)的擦寫(xiě) 在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中 CAT24WC128 不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求 圖 6 字節(jié)寫(xiě)時(shí)序 頁(yè)寫(xiě) 在頁(yè)寫(xiě)模式下 單個(gè)寫(xiě)周期內(nèi) CAT24WC128 最多可以寫(xiě)入 64 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字節(jié) 寫(xiě)一樣 不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后 主器件允許繼續(xù)發(fā)送 63 個(gè)字節(jié) 每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后 CAT24WC128 將響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答位 且內(nèi)部低 5 位地址加 1 高位地址保持不變 如果主器件在發(fā)送停止 信號(hào)之前發(fā)送大于 64 個(gè)字節(jié) 地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 先前寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被覆蓋 當(dāng)所有 64 字節(jié)接收完畢 主器件發(fā)送停止信號(hào) 內(nèi)部編程周期開(kāi)始 此時(shí) 所有接收到的數(shù)據(jù)在單 個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 CAT24WC128 圖 7 頁(yè)寫(xiě)時(shí)序 應(yīng)答查詢(xún) 可以利用內(nèi)部寫(xiě)周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性 一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時(shí) CAT24WC128 啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期 應(yīng)答查詢(xún)立即啟動(dòng) 包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行寫(xiě)操作的從器件地址 如果 CAT24WC128 正在進(jìn)行內(nèi)部寫(xiě)操作 將不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 如果 CAT24WC128 已經(jīng)完成了內(nèi)部寫(xiě) 操作 將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 主器件可以繼續(xù)對(duì) CAT24WC128 進(jìn)行下一次讀寫(xiě)操作 寫(xiě)保護(hù) 寫(xiě)保護(hù)操作特性可使用戶避免由于不當(dāng)操作而造成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫(xiě) 當(dāng) WP 管腳接高時(shí) 整個(gè)寄存器區(qū)全部被保護(hù)起來(lái)而變?yōu)橹豢勺x取 CAT24WC128 可以接收從器件地址和字節(jié)地址 但是裝 置在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫(xiě) 讀操作 CAT24WC128 讀操作的初始化方式和寫(xiě)操作時(shí)一樣 僅把 R W 位置為 1 有三種不同的讀操作方式 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 25 立即 當(dāng)前地址讀 選擇 隨機(jī)讀和連續(xù)讀 立即 當(dāng)前地址讀 的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1 也就是說(shuō) 如果上次讀 寫(xiě)的操作地址為 N 則立即 讀的地址從地址 N 1開(kāi)始 如果 N E 此處 E 16383 則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到 0且繼續(xù)輸出數(shù)據(jù) CAT24WC128 接收到從器件地址信號(hào)后 R W 位置 1 它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 然后發(fā)送一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主 器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 圖 8 立即地址讀時(shí)序 選擇 隨機(jī)讀 選擇 隨機(jī)讀操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作 主器件首先通過(guò)發(fā)送起始信號(hào) 從器 件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個(gè)偽寫(xiě)操作 在 CAT24WC128 應(yīng)答之后 主器件重新發(fā)送起 始信號(hào)和從器件地址 此時(shí) R W 位置 1 CAT24WC128 響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 然后輸出所要求的一 個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù) 主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 圖 9 選擇讀時(shí)序 連續(xù)讀 連續(xù)讀操作可通過(guò)立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng) 在 CAT24WC128 發(fā)送完一個(gè) 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)后 主器 件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng) 告知 CAT24WC128 主器件要求更多的數(shù)據(jù) 對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào) CAT24WC128 將發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)字節(jié) 當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而發(fā)送停止位時(shí)結(jié)束此操作 從 CAT24WC128 輸出的數(shù)據(jù)按順序由 N 到 N 1 輸出 讀操作時(shí)地址計(jì)數(shù)器在 CAT24WC128 整個(gè) 地址內(nèi)增加 這樣整個(gè)寄存器區(qū)域在可在一個(gè)讀操作內(nèi)全部讀出 當(dāng)讀取的字節(jié)超過(guò) E 此處 E 16383 計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié) 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 26 圖1 0 連續(xù)讀 訂單信息 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 27 CAT24WC256 256K 位 I 2 C 串行 E 2 PROM 特性 與 1MHz I 2 C 總線兼容 1 8 到 6 0 伏工作電壓范圍 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫(xiě)保護(hù)功能 當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫(xiě)保護(hù)狀態(tài) 64 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 自定時(shí)擦寫(xiě)周期 100 000 編程 擦寫(xiě)周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 封裝 溫度范圍 商業(yè)級(jí) 工業(yè)級(jí)和汽車(chē)級(jí) 概述 CAT24WC256 是一個(gè) 256K 位串行 CMOS E 2 PROM 內(nèi)部含有 32768 個(gè)字節(jié) 每字節(jié)為 8 位 CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗 CAT24WC256 有一個(gè) 64 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 該器件通過(guò) I 2 C 總線接口進(jìn)行操作 管腳配置 DIP 封裝 P SOIC 封裝 K 管腳描述 管腳名稱(chēng) 功能 A0 A1 地址輸入 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫(xiě)保護(hù) Vcc 1 8V 6 0V 電源 Vss 地 NC 未連接 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 28 方框圖 極限參數(shù) 工作溫度 工業(yè)級(jí) 55 125 商業(yè)級(jí) 0 75 貯存溫度 65 150 各管腳承受電壓 2 0V Vcc 2 0V Vcc 管腳承受電壓 2 0V 7 0V 封裝功率損耗 T a 25 1 0W 焊接溫度 10 秒 300 口輸出短路電流 100mA 可靠性參數(shù) 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 單位 參考測(cè)試模式 N END 耐久性 1 000 000 周期 字節(jié) MIL STD 883 測(cè)試方法 1033 T DR 數(shù)據(jù)保存 100 年 MIL STD 883 測(cè)試方法 1008 V ZAP ESD 2000 V MIL STD 883 測(cè)試方法 3015 I LTH 上拉電流 100 mA JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 17 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 29 直流操作特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 符號(hào) 參數(shù) 最小 典型 最大 單位 測(cè)試條件 I CC1 電源電流 讀 1 mA F SCL 100KHz Vcc 5V I CC2 電源電流 寫(xiě) 3 mA F SCL 100KHz Vcc 5V I SB 備用電流 Vcc 5 0V 0 A V IN 0 Vcc I LI 輸入漏電流 3 A V IN 0 Vcc I LO 輸出漏電流 3 A V OUT 0 Vcc V IL 輸入低電壓 1 Vcc 0 3 V V IH 輸入高電壓 Vcc 0 7 Vcc 0 5 V V OL1 輸出低電壓 Vcc 3V 0 4 V I OL 3 mA V OL2 輸出低電壓 Vcc 1 8V 0 5 V I OL 1 5 mA 分布電容 TA 25 f 1 0MHz Vcc 5V 符號(hào) 測(cè)試項(xiàng) 最大 單位 條件 C I O I O 電容 SDA 腳 8 pF V I O 0V C IN 輸出電容 SCL WP 6 pF V IN 0V 交流特性 Vcc 1 8V 6 0V 除非特別說(shuō)明 輸出負(fù)載能力為 1 個(gè) TTL 門(mén)和 100pF 讀寫(xiě)周期范圍 1 8V 6 0V 2 5V 6 0V 3 0V 5 5V 符號(hào) 參數(shù) 最小 最大 最小 最大 最小 最大 單位 F SCL 時(shí)鐘頻率 100 400 1000 kHz t AA SCL 變低至 SDA 數(shù)據(jù)輸出及應(yīng)答信號(hào) 0 1 3 5 0 05 0 9 0 05 0 55 s t BUF 新的發(fā)送開(kāi)始前總線空閑時(shí)間 4 7 1 2 0 5 s t HD STA 起始信號(hào)保持時(shí)間 4 0 0 6 0 25 s t LOW 時(shí)鐘低電平周期 4 7 1 2 0 6 s t HIGH 時(shí)鐘高電平周期 4 0 0 6 0 4 s t SU STA 起始信號(hào)建立時(shí)間 4 0 0 6 0 25 s t HD DAT 數(shù)據(jù)輸入保持時(shí)間 0 0 0 ns t SUl DAT 數(shù)據(jù)輸入建立時(shí)間 100 100 100 ns t R SDA 及 SCL 上升時(shí)間 1 0 0 3 0 3 s t F SDA 及 SCL 下降時(shí)間 300 300 100 ns t SU STO 停止信號(hào)建立時(shí)間 4 7 0 6 0 25 s t DH 數(shù)據(jù)輸出保持時(shí)間 100 50 50 ns t WR 寫(xiě)周期時(shí)間 10 10 10 ms 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 30 寫(xiě)周期時(shí)間是指從一個(gè)寫(xiě)時(shí)序的有效停止信號(hào)到內(nèi)部編程 擦除周期結(jié)束的這一段時(shí)間 在寫(xiě)周期期 間 總線接口電路禁能 SDA 保持為高電平 器件不響應(yīng)外部操作 上電時(shí)序 符號(hào) 參數(shù) 最大 單位 t PUR 上電到讀操作 1 ms t PUW 上電到寫(xiě)操作 1 ms 功能描述 CAT24WC256 支持 I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議規(guī)定 任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為 發(fā)送器 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器 件控制的 CAT24WC256 是作為從器件被操作的 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器 但由主 器件控制傳送數(shù)據(jù) 發(fā)送或接收 的模式 管腳描述 SCL 串行時(shí)鐘 CAT24WC256 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘 這是一個(gè)輸入管腳 SDA 串行數(shù)據(jù) 地址 雙向串行數(shù)據(jù) 地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDA 是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳 可與其它開(kāi) 漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或 wire OR WP 寫(xiě)保護(hù) 當(dāng) WP 腳連接到 Vcc 所有內(nèi)存變成寫(xiě)保護(hù) 只能讀 當(dāng) WP 引腳連接到 Vss 或懸空 允許器件進(jìn) 行讀 寫(xiě)操作 A0 A1 器件地址輸入 這些管腳為硬連線或者不連接 對(duì)于單總線系統(tǒng) 最多可尋址 4 個(gè) CAT24WC256 器件 參閱器件尋 址 當(dāng)這些引腳沒(méi)有連接時(shí)其默認(rèn)值為 0 I 2 C 總線協(xié)議 I 2 C 總線協(xié)議定義如下 1 只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 2 在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中 當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài) 不允許有跳變 時(shí)鐘線 為高電平時(shí) 數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào) 起始信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為 I 2 C 總線的起始信號(hào) 停止信號(hào) 時(shí)鐘線保持高電平期間 數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I 2 C 總線的停止信號(hào) 圖1 總線時(shí)序 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 31 圖 2 寫(xiě)時(shí)序 圖 3 起始 停止時(shí)序 器件尋址 主器件通過(guò)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程 然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址 8 位從器件地 址的高 5 位固定為 10100 見(jiàn)圖 5 接下來(lái)的 2 位 A1 A0 為器件的地址位 最多可以連接 4 個(gè)器件 到同一總線上 這些位必須與硬連線輸入腳 A1 A0 相對(duì)應(yīng) 從器件地址的最低位作為讀寫(xiě)控制位 1 表示對(duì)從器件進(jìn)行讀操作 0 表示對(duì)從器件進(jìn)行寫(xiě)操作 在主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址字節(jié)后 CAT24WC256 監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 通過(guò) SDA 線 CAT24WC256 再根據(jù)讀寫(xiě)控制位 R W 的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懖僮?應(yīng)答信號(hào) I 2 C 總線數(shù)據(jù)傳送時(shí) 每成功地傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 應(yīng)答的器 件在第 9 個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將 SDA 線拉低 表示其已收到一個(gè) 8 位數(shù)據(jù) CAT24WC256 在接收到起始信號(hào)和從器件地址之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 如果器件已選擇了寫(xiě)操作 則在每接收一個(gè) 8 位字節(jié)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 當(dāng) CAT24WC256 工作于讀模式時(shí) 在發(fā)送一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)后釋放 SDA 線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào) 一旦 接收到應(yīng)答信號(hào) CAT24WC256 繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào) 器件停止傳送數(shù)據(jù)并等待 一個(gè)停止信號(hào) 圖 4 應(yīng)答時(shí)序 圖 5 從器件地址位 1 0 1 0 0 A1 A0 R W 海納電子資訊網(wǎng) www fpga 32 寫(xiě)操作 字節(jié)寫(xiě) 在字節(jié)寫(xiě)模式下 主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址信息 R W 位置 0 給從器件 在從器件送回 應(yīng)答信號(hào)后 主器件發(fā)送兩個(gè) 8 位地址字寫(xiě)入 CAT24WC256 的地址指針 主器件在收到從器件的應(yīng)答信 號(hào)后 再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元 CAT24WC256 再次應(yīng)答 并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始內(nèi)部 數(shù)據(jù)的擦寫(xiě) 在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中 CAT24WC256 不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求 圖 6 字節(jié)寫(xiě)時(shí)序 頁(yè)寫(xiě) 在頁(yè)寫(xiě)模式下 單個(gè)寫(xiě)周期內(nèi) CAT24WC256 最多可以寫(xiě)入 64 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字節(jié) 寫(xiě)一樣 不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后 主器件允許繼續(xù)發(fā)送 63 個(gè)字節(jié) 每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后 CAT24WC256 將響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答位 且內(nèi)部低 6 位地址加 1 高位地址保持不變 如果主器件在發(fā)送停止 信號(hào)之前發(fā)送大于 64 個(gè)字節(jié) 地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 先前寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被覆蓋 當(dāng)所有 64 字節(jié)接收完畢 主器件發(fā)送停止信號(hào) 內(nèi)部編程周期開(kāi)始 此時(shí) 所有接收到的數(shù)據(jù)在單 個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 CAT24WC256 圖 7 頁(yè)寫(xiě)時(shí)序 應(yīng)答查詢(xún) 可以利用內(nèi)部寫(xiě)周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性 一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時(shí) CAT24WC256 啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期 應(yīng)答查詢(xún)立即啟動(dòng) 包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行寫(xiě)操作的從器件地址 如果 CAT24WC2