Microchip 93XX66A/B/C系列4Kbit低電壓串行EEPROM深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，串行EEPROM是不可或缺的存儲(chǔ)元件，廣泛應(yīng)用于各種低功耗、非易失性存儲(chǔ)場(chǎng)景。Microchip Technology Inc.的93XX66A/B/C系列4Kbit低電壓串行EEPROM，憑借其豐富的特性和多樣的封裝形式，成為眾多工程師的理想選擇。今天，我們就來(lái)深入剖析這款產(chǎn)品，為大家在硬件設(shè)計(jì)中提供參考。

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一、產(chǎn)品概述

Microchip的93XX66A/B/C系列是4Kbit低電壓串行電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）。不同型號(hào)在工作電壓范圍、字長(zhǎng)、溫度范圍等方面有所差異，可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

1.1 產(chǎn)品選型

對(duì)于需要靈活選擇字長(zhǎng)的應(yīng)用，可選用帶有ORG引腳的93XX66C系列；若對(duì)工作電壓要求較低，93AA66系列是不錯(cuò)的選擇；而對(duì)工作電壓要求較高的應(yīng)用，則可考慮93C66系列。

1.2 產(chǎn)品特性

• 低功耗CMOS技術(shù)：有效降低功耗，延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航時(shí)間。
• ORG引腳可選字長(zhǎng)：‘66C’版本可通過(guò)ORG引腳靈活選擇8位或16位字長(zhǎng)。
• 自定時(shí)擦除/寫(xiě)入周期：包括自動(dòng)擦除功能，簡(jiǎn)化操作流程。
• 自動(dòng)全擦除：在全寫(xiě)入操作前自動(dòng)執(zhí)行全擦除（ERAL）。
• 電源開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)保護(hù)電路：確保數(shù)據(jù)在電源波動(dòng)時(shí)的安全性。
• 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3線串行I/O：便于與其他設(shè)備進(jìn)行通信。
• 設(shè)備狀態(tài)信號(hào)：通過(guò)Ready/Busy信號(hào)實(shí)時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)。
• 高擦除/寫(xiě)入次數(shù)：可達(dá)1,000,000次，保證產(chǎn)品的可靠性。
• 長(zhǎng)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：數(shù)據(jù)保留時(shí)間超過(guò)200年。
• 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
• 寬溫度范圍支持：工業(yè)級(jí)（-40°C至+85°C）和汽車級(jí)（-40°C至+125°C）。

二、電氣特性

2.1 絕對(duì)最大額定值

2.2 DC特性

注1：該參數(shù)為定期采樣，并非100%測(cè)試。注2：‘A’或‘B’版本無(wú)ORG引腳。注3：必須從DO清除Ready/Busy狀態(tài)；見(jiàn)3.4節(jié)“數(shù)據(jù)輸出（DO）”。

2.3 AC特性

注1：該參數(shù)為定期采樣，并非100%測(cè)試。注2：此應(yīng)用未測(cè)試，但通過(guò)特性保證。對(duì)于特定應(yīng)用中的耐久性估計(jì)，請(qǐng)參考Total Endurance?模型，可從Microchip網(wǎng)站（www.microchip.com）獲取。

三、功能描述

3.1 啟動(dòng)條件

當(dāng)CS和DI在CLK的上升沿同時(shí)為高電平時(shí)，設(shè)備檢測(cè)到啟動(dòng)位。在檢測(cè)到啟動(dòng)條件之前，CS、CLK和DI可以任意組合變化（除啟動(dòng)條件外），不會(huì)觸發(fā)設(shè)備操作。一旦CS為高電平，設(shè)備將退出待機(jī)模式。啟動(dòng)條件之后的指令，只有在時(shí)鐘輸入所需的操作碼、地址和數(shù)據(jù)位后才會(huì)執(zhí)行。

3.2 數(shù)據(jù)輸入/輸出（DI/DO）

DI和DO引腳可以連接在一起，但在這種配置下，當(dāng)A0為邏輯高電平時(shí)，可能會(huì)在讀取操作前的“虛擬零”期間發(fā)生“總線沖突”。為了限制電流，建議在DI和DO之間連接一個(gè)電阻。

3.3 數(shù)據(jù)保護(hù)

當(dāng)VCC低于典型電壓時(shí)，所有操作模式將被禁止：‘93AA’和‘93LC’設(shè)備為1.5V，‘93C’設(shè)備為3.8V。EWEN和EWDS命令可提供額外的數(shù)據(jù)保護(hù)，防止在正常操作期間意外編程。每次寫(xiě)入操作后，建議執(zhí)行EWDS命令以增強(qiáng)保護(hù)。

3.4 擦除操作

ERASE指令將指定地址的所有數(shù)據(jù)位強(qiáng)制設(shè)置為邏輯‘1’。在加載最后一個(gè)地址位后，CS拉低，對(duì)于‘93C’設(shè)備，在最后一個(gè)地址位之前的CLK上升沿啟動(dòng)寫(xiě)入周期。通過(guò)檢測(cè)DO引腳的狀態(tài)，可以判斷設(shè)備的Ready/Busy狀態(tài)。

3.5 全擦除操作（ERAL）

ERAL指令將整個(gè)存儲(chǔ)陣列擦除為邏輯‘1’狀態(tài)。該操作與擦除操作類似，只是操作碼不同。對(duì)于‘93C’設(shè)備，在最后一個(gè)數(shù)據(jù)位之前的CLK上升沿啟動(dòng)寫(xiě)入周期。執(zhí)行ERAL操作時(shí)，VCC必須≥ 4.5V。

3.6 擦除/寫(xiě)入禁用和啟用（EWDS/EWEN）

設(shè)備上電后默認(rèn)處于擦除/寫(xiě)入禁用（EWDS）狀態(tài)，所有編程模式必須先執(zhí)行擦除/寫(xiě)入啟用（EWEN）指令。EWDS指令可用于禁用所有擦除/寫(xiě)入功能，應(yīng)在所有編程操作后執(zhí)行。讀取指令的執(zhí)行與EWEN和EWDS指令無(wú)關(guān)。

3.7 讀取操作

READ指令將尋址存儲(chǔ)位置的串行數(shù)據(jù)輸出到DO引腳。輸出數(shù)據(jù)前會(huì)有一個(gè)虛擬零位，輸出數(shù)據(jù)位在CLK的上升沿切換，并在指定的時(shí)間延遲（TPD）后穩(wěn)定。當(dāng)CS保持高電平時(shí)，可實(shí)現(xiàn)順序讀取。

3.8 寫(xiě)入操作

WRITE指令后跟隨8位（ORG引腳為低電平或A版本設(shè)備）或16位（ORG引腳為高電平或B版本設(shè)備）的數(shù)據(jù)，寫(xiě)入指定地址。對(duì)于93AA66A/B/C和93LC66A/B/C設(shè)備，在最后一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)鐘輸入到DI后，CS的下降沿啟動(dòng)自定時(shí)自動(dòng)擦除和編程周期；對(duì)于93C66A/B/C設(shè)備，最后一個(gè)數(shù)據(jù)位的CLK上升沿啟動(dòng)該周期。通過(guò)檢測(cè)DO引腳的狀態(tài)，可以判斷設(shè)備的Ready/Busy狀態(tài)。

3.9 全寫(xiě)入操作（WRAL）

WRAL指令將整個(gè)存儲(chǔ)陣列寫(xiě)入指定的數(shù)據(jù)。該操作與寫(xiě)入操作類似，對(duì)于‘93C’設(shè)備，在最后一個(gè)數(shù)據(jù)位的CLK上升沿啟動(dòng)自定時(shí)自動(dòng)擦除和編程周期。執(zhí)行WRAL操作時(shí)，VCC必須≥ 4.5V，且芯片必須處于EWEN狀態(tài)。

四、引腳描述

4.1 引腳功能