93AA66A/B/C, 93LC66A/B/C, 93C66A/B/C 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 深度解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）是一種常見且重要的存儲器件。Microchip Technology Inc. 的 93AA66A/B/C、93LC66A/B/C、93C66A/B/C 系列 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 以其出色的性能和特性，在眾多應(yīng)用場景中得到廣泛應(yīng)用。今天，我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：93LC66BT-I MC.pdf

一、產(chǎn)品概述

該系列產(chǎn)品是 4Kbit 低壓串行電可擦除 PROM（EEPROM），采用先進(jìn)的 CMOS 技術(shù)，非常適合低功耗、非易失性存儲應(yīng)用。其特點包括低功耗、可通過 ORG 引腳選擇字長、自定時擦除/寫入周期、數(shù)據(jù)保護(hù)電路等。

1. 器件選擇

2. 主要特性

• 低功耗 CMOS 技術(shù)：有助于降低系統(tǒng)功耗，延長電池壽命。
• ORG 引腳選擇字長：對于 93XX66C 版本，可通過 ORG 引腳選擇 8 位或 16 位字長。
• 自定時擦除/寫入周期：包括自動擦除功能，操作方便。
• 數(shù)據(jù)保護(hù)：具有上電/掉電數(shù)據(jù)保護(hù)電路，以及 EWEN 和 EWDS 命令提供額外保護(hù)。
• 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 3 線串行 I/O：方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。
• 設(shè)備狀態(tài)信號：通過 Ready/Busy 信號可了解設(shè)備狀態(tài)。
• 順序讀取功能：可連續(xù)讀取數(shù)據(jù)。
• 高耐久性：1,000,000 次擦除/寫入周期，數(shù)據(jù)保留時間 > 200 年。
• 環(huán)保設(shè)計：無鉛且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。

二、電氣特性

1. 絕對最大額定值

• VCC 最大為 7.0V。
• 所有輸入和輸出相對于 VSS 的電壓范圍為 -0.6V 至 VCC + 1.0V。
• 存儲溫度范圍為 -65°C 至 +150°C。
• 加電時環(huán)境溫度范圍為 -40°C 至 +125°C。
• 所有引腳的 ESD 保護(hù) ≥ 4 kV。

2. DC 特性

不同參數(shù)在不同條件下有相應(yīng)的取值范圍，例如：

• 高電平輸入電壓（VIH）：當(dāng) VCC ≥ 2.7V 時，為 2.0V；當(dāng) VCC < 2.7V 時，為 0.7VCC。
• 低電平輸入電壓（VIL）：當(dāng) VCC ≥ 2.7V 時，為 -0.3V；當(dāng) VCC < 2.7V 時，為 0.2VCC。

3. AC 特性

• 時鐘頻率（FCLK）：根據(jù) VCC 不同，范圍在 1 - 3 MHz 之間。
• 時鐘高時間（TCKH）和時鐘低時間（TCKL）：隨 VCC 變化而不同。

三、功能描述

1. 啟動條件

當(dāng) CS 和 DI 相對于 CLK 的正邊沿首次同時為高電平時，設(shè)備檢測到啟動位。在檢測到啟動條件之前，CS、CLK 和 DI 可以任意組合變化，但不會導(dǎo)致設(shè)備操作。一旦 CS 為高電平，設(shè)備不再處于待機(jī)模式。

2. 數(shù)據(jù)輸入/輸出（DI/DO）

DI 用于同步時鐘輸入啟動位、操作碼、地址和數(shù)據(jù)。DO 在讀取模式下輸出數(shù)據(jù)，同時在擦除和寫入周期提供 Ready/Busy 狀態(tài)信息。需要注意的是，當(dāng)將 DI 和 DO 連接在一起時，在讀取操作前的“虛擬零”期間可能會發(fā)生“總線沖突”，可通過在 DI 和 DO 之間連接電阻來限制電流。

3. 數(shù)據(jù)保護(hù)

當(dāng) VCC 低于典型電壓（‘93AA’和‘93LC’設(shè)備為 1.5V，‘93C’設(shè)備為 3.8V）時，所有操作模式被禁止。EWEN 和 EWDS 命令可防止在正常操作期間意外編程。設(shè)備上電后自動處于 EWDS 模式，在執(zhí)行初始 ERASE 或 WRITE 指令之前，必須先執(zhí)行 EWEN 指令。

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’狀態(tài)。CS 拉低后，‘93AA’和‘93LC’設(shè)備在 CS 下降沿啟動自定時編程周期，‘93C’設(shè)備在最后一個地址位之前的 CLK 上升沿啟動寫入周期。DO 引腳可指示設(shè)備的 Ready/Busy 狀態(tài)。

5. 全擦除（ERAL）

ERAL 指令將整個存儲陣列擦除為邏輯‘1’狀態(tài)，其周期與擦除周期類似，只是操作碼不同。VCC 必須 ≥ 4.5V 才能正常執(zhí)行 ERAL 操作。

6. 擦除/寫入禁用和啟用（EWDS/EWEN）

設(shè)備上電后處于 EWDS 狀態(tài)，所有編程模式必須先執(zhí)行 EWEN 指令。執(zhí)行 EWEN 指令后，編程保持啟用狀態(tài)，直到執(zhí)行 EWDS 指令或移除 VCC。READ 指令的執(zhí)行與 EWEN 和 EWDS 指令無關(guān)。

7. 讀取操作

READ 指令在 DO 引腳輸出指定存儲位置的串行數(shù)據(jù)。8 位輸出（ORG 引腳為低或 A 版本設(shè)備）或 16 位輸出（ORG 引腳為高或 B 版本設(shè)備）前有一個虛擬零位。當(dāng) CS 保持高電平時，可進(jìn)行順序讀取。

8. 寫入操作

WRITE 指令后跟隨 8 位（ORG 為低或 A 版本設(shè)備）或 16 位（ORG 引腳為高或 B 版本設(shè)備）數(shù)據(jù)寫入指定地址?！?3AA’和‘93LC’設(shè)備在最后一個數(shù)據(jù)位時鐘輸入到 DI 后，CS 下降沿啟動自定時自動擦除和編程周期；‘93C’設(shè)備在最后一個數(shù)據(jù)位的 CLK 上升沿啟動該周期。

9. 全寫入（WRAL）

WRAL 指令將整個存儲陣列寫入指定數(shù)據(jù)，包含自動 ERAL 周期，芯片必須處于 EWEN 狀態(tài)。VCC 必須 ≥ 4.5V 才能正常執(zhí)行 WRAL 操作。

四、引腳描述

1. 芯片選擇（CS）

高電平選擇設(shè)備，低電平取消選擇并使設(shè)備進(jìn)入待機(jī)模式。編程周期一旦開始，將不受 CS 信號影響，直到完成。CS 在連續(xù)指令之間必須至少低電平 250 ns。

2. 串行時鐘（CLK）

用于同步主設(shè)備與 93XX 系列設(shè)備之間的通信。操作碼、地址和數(shù)據(jù)位在 CLK 的正邊沿時鐘輸入和輸出。CLK 可以在傳輸序列的任何位置停止和繼續(xù)。

3. 數(shù)據(jù)輸入（DI）

用于同步時鐘輸入啟動位、操作碼、地址和數(shù)據(jù)。

4. 數(shù)據(jù)輸出（DO）

在讀取模式下輸出數(shù)據(jù)，同時在擦除和寫入周期提供 Ready/Busy 狀態(tài)信息。

5. 組織（ORG）

當(dāng) ORG 引腳連接到 VCC 或邏輯高電平時，選擇（x16）存儲組織；當(dāng)連接到 VSS 或邏輯低電平時，選擇（x8）存儲組織。93XX66A 設(shè)備始終為（x8）組織，93XX66B 設(shè)備始終為（x16）組織。

五、封裝信息

該系列產(chǎn)品提供多種封裝形式，包括 8 引腳 PDIP、SOIC、TSSOP、MSOP、6 引腳 SOT - 23、8 引腳 2x3 DFN 和 8 引腳 2x3 TDFN 等。不同封裝有相應(yīng)的尺寸和標(biāo)記信息，具體可參考文檔中的詳細(xì)表格和圖紙。

六、總結(jié)

Microchip 的 93AA66A/B/C、93LC66A/B/C、93C66A/B/C 系列 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用范圍和多樣的封裝形式，為電子工程師提供了一個可靠的存儲解決方案。在實際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體需求選擇合適的型號和封裝，并注意其電氣特性和操作要求，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。