2021年ARM嵌入式接口技术应用》第三章存储器ppt课件.ppt

第三章第三章 储备器件储备器件一，储备器概述一，储备器概述二，二，EEPROMEEPROM储备器件储备器件三，三，SRAMSRAM储备器件储备器件四，四，Nor-FlashNor-Flash储备器件储备器件五，五，Nand-FlashNand-Flash储备器件储备器件六，附录六，附录 - Nor-Flash - Nor-Flash与与Nand-FlashNand-Flash比比较较1 1. .一，储备器件概述一，储备器件概述 储备器的重要性储备器的重要性 储备器是嵌入式系统的主要组成部储备器是嵌入式系统的主要组成部分，运行的程序需要储备器，处理数分，运行的程序需要储备器，处理数据需要储备器，储备数据也需要储备据需要储备器，储备数据也需要储备器；没有储备器，系统无法工作；器；没有储备器，系统无法工作； 储备器的种类储备器的种类 只读储备器只读储备器 ( (简称简称ROM)ROM) ROM ROM是一种非易失性的储备器是一种非易失性的储备器，即在电源被关掉之后也不会丢失数，即在电源被关掉之后也不会丢失数据的；据的； 随机拜望储备器随机拜望储备器 ( (简称简称RAM) RAM) RAM RAM是一种易失性的储备器，即是一种易失性的储备器，即在电源被关掉之后数据会丢失；在电源被关掉之后数据会丢失；2 2. .1.11.1储备器储备器ROMROM ROMROM的种类很多，一般分为以下的种类很多，一般分为以下5 5种：种：1只读储备器( ROM ) 2可编程ROM (PROM) 3电可编程ROM ( EPROM) 4电可擦除可编程ROM ( EEPROM) 5闪存（Flash Memory）3 3. .1.2 1.2 随机拜望储备器随机拜望储备器RAMRAM 与与ROMROM相比，相比，RAMRAM具有如下一些优点：具有如下一些优点： 1 1，读取速度比，读取速度比ROMROM快快 2 2，写入数据跟从，写入数据跟从RAMRAM读出的速度一样；读出的速度一样；4 4. .二，二，EEPROMEEPROM储备器件储备器件 EEPROMEEPROM的种类很多，它们大致可分为以下的种类很多，它们大致可分为以下3 3种种: : 并行并行EEPROMEEPROM 串行串行EEPROMEEPROM 加密型加密型EEPROMEEPROMEEPROM概述5 5. .1.11.1 CAT24WC16 CAT24WC16介绍介绍 CAT24WC16CAT24WC16是是CATALYSTCATALYST公司生产的公司生产的EEPROMEEPROM，同系列仍有，同系列仍有CAT24WC02CAT24WC02，CAT24WC04CAT24WC04，CAT24WC08CAT24WC08，CAT24WC32CAT24WC32等；等； CAT24WC16CAT24WC16的储备空间的储备空间 内部总共有内部总共有128128页，每一页为页，每一页为1616字节（字节（bytebyte），每一字节为），每一字节为8 8位（位（bitbit），共有），共有2K2K个储备字节单元（即个储备字节单元（即16K16K比特位）；比特位）； CAT24WC16CAT24WC16的其他特性的其他特性 1.8 1.8 到到6.0 6.0 伏工作电压范畴；伏工作电压范畴； 1616字节页写缓冲器；字节页写缓冲器； 与与400KHz400KHz的的I2CI2C总线兼容，符合双向数据传输协议；总线兼容，符合双向数据传输协议； 具有硬件写疼惜和软件数据疼惜功能；具有硬件写疼惜和软件数据疼惜功能； 自动定时擦写周期；自动定时擦写周期；6 6. .引脚说明引脚说明引脚名称引脚名称功能功能功能描述功能描述VCCVCC、GNDGND电源、电源、地地为芯片提供为芯片提供3.3V3.3V电源电源A0A0、A1A1、A2A2地址选地址选择择在串行总线结构中，最多可以连接在串行总线结构中，最多可以连接8 8个个CAT24WC16CAT24WC16芯片，则用芯片，则用A0A0、A1A1、A2A2设置地址以示区别。

设置地址以示区别A0A0、A1A1、A2A2悬空为悬空为0 0WPWP写保护写保护此引脚与地连接时，允许写操作；与此引脚与地连接时，允许写操作；与VCCVCC连接时，所有的写存储器操作都连接时，所有的写存储器操作都被禁止如果不连任何地方，该引脚被禁止如果不连任何地方，该引脚将在芯片内部下拉到地将在芯片内部下拉到地SCLSCL时钟线时钟线串行时钟输入串行时钟输入SDASDA数据线数据线双向串行数据输入双向串行数据输入/ /输出输出7 7. .（留意：（留意：I2CI2C是个漏极开路的接口，需要外接上拉是个漏极开路的接口，需要外接上拉电阻）电阻）电路连接电路连接8 8. .1.2 1.2 CAT24WC16CAT24WC16工作时序工作时序 1. 1. 起停信号起停信号 起始信号：起始信号： 时钟线时钟线SCLSCL保持高电平期间，数据线保持高电平期间，数据线SDASDA电电平发生从高到低的跳变；平发生从高到低的跳变； 停止信号：停止信号： 时钟线时钟线SCLSCL保持高电平期间，数据线保持高电平期间，数据线SDASDA电电平发生从低到高的跳变；平发生从低到高的跳变； 2. 2. 设备选址设备选址 3. 3. 应答信号应答信号 4. 4. 写操作写操作 5. 5. 读操作读操作 9 9. .设备选址设备选址 主器件发送主器件发送1 1个起始信号启动发送过程，然后发送寻个起始信号启动发送过程，然后发送寻址的从器件地址；址的从器件地址； 8 8位从器件地址的高位从器件地址的高4 4位固定为位固定为10101010，接下来，接下来3 3位（位（A10A10，A9A9，A8A8）为从器件的地址位；）为从器件的地址位；R/WR/W为读写把握为读写把握位；位； CAT24WC16CAT24WC16监测总线当其地址与发送的从地址相符监测总线当其地址与发送的从地址相符时发出时发出1 1个应答信号，个应答信号， CAT24WC16 CAT24WC16依据读写把握位依据读写把握位的状态预备读写操作；的状态预备读写操作； 1010. .应答信号应答信号 在在SCLSCL时钟线上的第时钟线上的第9 9个时钟周期将个时钟周期将SDASDA线拉低线拉低就表示一个应答信号；就表示一个应答信号； I2CI2C总线每成功传送总线每成功传送1Byte1Byte，接收器都必需产生，接收器都必需产生1 1个应答信号；个应答信号； CAT24WC16CAT24WC16在接收到起始信号和从器件地址在接收到起始信号和从器件地址之后也要产生应答信号；之后也要产生应答信号； 假如该器件工作于读模式时，在发送假如该器件工作于读模式时，在发送1 1个个8 8位数位数据后释放据后释放SDASDA线并等待线并等待1 1个应答信号；个应答信号；1111. .写操作写操作 写操作分为写操作分为“ “字节写字节写” ”和和“ “页写页写” ” ； 在在“ “字节写字节写” ”操作模式下，主器件第一给从器件发送操作模式下，主器件第一给从器件发送起始信号和从器件地址信息，在从器件送回应答信起始信号和从器件地址信息，在从器件送回应答信号后，然后主器件再发送一字节的地址信息到号后，然后主器件再发送一字节的地址信息到CAT24WC16CAT24WC16地址指针，主器件在收到从器件的应地址指针，主器件在收到从器件的应答信号后，最终发送答信号后，最终发送1Byte1Byte的数据到被寻址的储备的数据到被寻址的储备单元，从器件再次应答，并在主器件产生停止信号单元，从器件再次应答，并在主器件产生停止信号后开头内部数据擦写；后开头内部数据擦写；1212. . 在在“ “页写页写” ”操作模式下，页写操作的启动和字节写一样，不操作模式下，页写操作的启动和字节写一样，不同在于传送了一字节数据后并不产生停止信号，主器件被同在于传送了一字节数据后并不产生停止信号，主器件被答应发送答应发送1515个额外的字节；个额外的字节； 假如在发送停止信号之前主器件发送超过假如在发送停止信号之前主器件发送超过1616个字节个字节, ,地址地址计数器将自动翻转从前写入的数据被掩盖；计数器将自动翻转从前写入的数据被掩盖； 在发送最终一个字节后，主器件发送一个停止信号通知数在发送最终一个字节后，主器件发送一个停止信号通知数据传输终止，如以下图；据传输终止，如以下图； 1313. .读操作读操作 CAT24WC16CAT24WC16支持三种读操作方式：支持三种读操作方式： 1 1，当前地址读，当前地址读 2 2，随机地址读，随机地址读 3 3，连续读，连续读n 在“当前地址读”操作方式时，CAT24WC16地址计数器内容为最终操 n 作字节的地址上加1；n CAT24WC16接收到从器件地址信号后，第一发送一个应答信号，然后发送 n 一个8位字节数据；如以下图： 1414. . “ “随机地址读随机地址读” ”操作答应主器件对储备器的任意字节进行读操作；操作答应主器件对储备器的任意字节进行读操作； 1 1，主器件第一通过发送起始信号，从器件地址并选择写操，主器件第一通过发送起始信号，从器件地址并选择写操作；作； 2 2，等，等CAT24WC16CAT24WC16应答之后主器件重新发送起始信号和从器应答之后主器件重新发送起始信号和从器件地址；件地址； 3 3，CAT24WC16CAT24WC16响应并发送应答信号，然后输出该地址处的响应并发送应答信号，然后输出该地址处的一个字节数据，最终主器件发送一个停止信号终止此次读操作；一个字节数据，最终主器件发送一个停止信号终止此次读操作；过程如图过程如图 ：1515. . “ “连续读连续读” ”操作既可以是当前地址读，也可以是随操作既可以是当前地址读，也可以是随机地址读，工作时序上大体相同；机地址读，工作时序上大体相同； 不同的是：当主器件每接收到一个数据字后，会不同的是：当主器件每接收到一个数据字后，会回应一个应答信号给回应一个应答信号给CAT24WC16CAT24WC16，而不是停止，而不是停止信号；信号；CAT24WC16CAT24WC16在接收到应答信号后会将地在接收到应答信号后会将地址加址加1 1；直到主器件发送停止位才终止此操作；直到主器件发送停止位才终止此操作； CAT24WC16CAT24WC16输出的数据按次序由地址输出的数据按次序由地址N N开头输出开头输出；读操作时地址计数器在；读操作时地址计数器在CAT24WC16CAT24WC16内部增加内部增加；假如上次读写地址为芯片末地址，就计数器将；假如上次读写地址为芯片末地址，就计数器将翻转到第一个字节地址（翻转到第一个字节地址（0 x000 x00）处；）处；1616. .1.3 1.3 试验目的与内容试验目的与内容 试验目的：通过试验，懂得试验目的：通过试验，懂得I2CI2C数据传输的数据传输的原理，把握原理，把握I2CI2C接口电路连接和软件编程；接口电路连接和软件编程； 试验内容：事先往试验内容：事先往CAT24WC16CAT24WC16的某个地的某个地址区域址区域AddrAddr写入一个字符串写入一个字符串“Hello”“Hello”，然后，然后从地址从地址AddrAddr处读取处读取5 5个字节内容，并在屏个字节内容，并在屏幕上显示，检查读出来的字符串是否也为幕上显示，检查读出来的字符串是否也为“Hello”“Hello”；1717. .1.4 1.4 试验原理分析试验原理分析 电路原理分析电路原理分析 EEPRROMEEPRROM（CAT24WC16CAT24WC16）通过）通过I2CI2C接口与接口与处理器进行通信，电路中将处理器进行通信，电路中将EEPRROM EEPRROM 的地址的地址线线A0A0，A1A1，A2A2接地，接地，SCLSCL和和SDASDA线上都接一个线上都接一个10K10K的上拉电阻；的上拉电阻；1818. . 软件设计软件设计 为了便利编。