基于i2c总线的铁电存储器及其应用

《基于i2c总线的铁电存储器及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于I2C总线的铁电存储器及其应用

2、第1摘要：介绍兼备RAM和ROM特性的铁电存储器FM24C64，该器件具有极长的擦写寿命、快捷的写入速度和超低功耗等特点，是高可靠数据存储系统的理想器件。详细描述这种新型存储器的性能特点、工作原理、读写时序及操作特点，并给出在单片机数据存储系统中的应用方法。关键词：铁电存储器I2C总线；单片机；应用FerroelectricMemoryFM24C64BasedonI2CBusandItsapplicationLiMin，MengchenAbstract:TheferroelectricmemoryFM24C64storingh

3、ighcredibilitydata.Thecapabilities,operatingtheory,readingandingandoperationcharacteristicsoftheneemoryaredescribed,anditsapplicationicroputerdatastoragesystemaregiven.Keyory;I2Cbus;Single-chipmicroputer;Application1引言在对数据存储的安全性及可靠性要求极高的场合，如门禁考勤系统、税控收款机、预付费电度表或复费率电度表等应用场合，采用高可靠性的铁电存储

4、器是极佳的数据存储方案。铁电存储器（FRAM）是Romtron公司的专利技术产品，兼备RAM和ROM的性能，被认为是可能取代各类存储器的超级存储器。铁电存储器相对于其他类型的存储器主要具有三大特点：几乎可以像RAM那样无限次写入；铁电存储器可以跟随总线速度写入，无需任何的写入等待时间；超低功耗，写入时的能量消耗仅为E2PROM的1/2500。由于具有以上特点，因而铁电存储器为高可靠性的数据存储领域提供了良好的解决方案。2性能特点FM24C64是Romtron公司推出的采用I2C总线接口的铁电存储器，其主要特性如下：存储容量为8192×8位即8K字节；读写寿命为1

5、00亿次；掉电数据保存10年；写入数据无需延时；5V单工作电源；低功耗，写入电流为150μA，待机电流为10μA；与1000kHz、400kHzI2C总线兼容；硬件写保护功能，当的引脚及时序兼容。FM24C64采用8引脚的DIP型和SOIC型封装，SOIC型封装的引脚排列如图1所示，其引脚功能见表1。500)this.style.ouseg(this)">图1FM24C64的引脚排列表1FM24C64的引脚功能图2FM24C64的内部结构3.2I2C总线FM24C64采用I2C总线协议，I2C总线是简单的二线双向总线接口协议，它解决了设计数字控制电路时所遇到的许

6、多接口问题，I2C总线的特点如下：简化了硬件电路，在这种总线中只需要2条线，一条串行数据线（SDA），另一条为串行时钟线（SCL）；每个挂在总线上的I2C器件都有唯一的地址，并可以通过软件寻址；因为在总线上可能有多个主I2C器件，因此，I2C总线接口协议中有冲突监测和仲裁机制来防止通信数据丢失或发生错误；串行的二线双向总线在标准模式下的速率为100kb/s，在快速模式下的速率为400kb/s，在高速模式下为3.4Mb/s；I2C器件中有滤波干抗扰措施来保证数据的完整性；在总线上挂接的器件数目是有限的，总线上的容抗不能超过400pF。I2C总线工作时有4个状态，即

7、开始、停止、数据及应答。3.3FM24C64的基本操作3.3.1读写操作在每个时钟的上升沿将SDA数据写入FRAM，在每个时钟的下降沿将数据从FRAM通过SDA中读出。SDA上的数据改变只有在SCL为低电平时才有效。3.3.2启动信号当SCL为高电平时，SDA上的数据由高电平变为低电平，并作为启动信号。对FM24C64和任何操作命令，都必须从启动信号开始。3.3.3结束信号当SCL为高电平时，SDA上的数据由低电平变为高电平，并作为结束信号。对FM24C64的任何操作命令，都必须以结束信号来结尾。3.3.4应答信号所有的数据和地址信号都是通过SDA串行输入/输出

8、的。FM24C64每收到1个字节的数据就要给出1个低电平信号应答来表示数据已接收。3.4FM24C64的物理地址3.4.1器件地址FM24C64在开始条件后接收的第一个字节是器件地址，器件地址包括类型、器件选择及读/写控制位。由于FM24C64具有A2、A1、A0三条芯片地址线，因此，在一条总线上最多可以挂8片FM24C64，在每条读写指令中都要写上芯片的地址，从而可对其中一片FM24C64进行操作，8位从器件地址的高4位固定为1010，接下来3位A2、A1、A0为器件的地址位，注意A2－A0位的内容必须与待寻址的器件A2－A0引脚的高/低电平状态相对应，从器件

9、地址的最低位为读写控制位