您需要的東西

EEPROM - 24LC512

ATmega328P-PU

16 MHz Crystal

面包板

電阻器4.7k Ohmx 2

電容器22 pFx 2

故事

EEPROM 代表 E lectrically E rasable P 可編程 R ead- O nly M emory。

EEPROM非常重要且有用，因為它是一種非易失性的內存形式。這意味著即使電路板斷電，EEPROM芯片仍然保留寫入的程序。因此，當您關閉電路板然后重新打開電源時，可以運行寫入EEPROM的程序。所以基本上，無論如何，EEPROM都存儲并運行程序。這意味著您可以關閉設備，將其關閉3天，然后返回并打開設備，它仍然可以運行其中編程的程序。這就是大多數消費電子設備的工作方式。

該項目由LCSC贊助。我一直在使用LCSC.com的電子元件。 LCSC致力于以最優惠的價格提供各種真正的高品質電子元件，并通過遍布200多個國家的全球運輸網絡。

EEPROM也非常高效傳統EEPROM中的各個字節可以獨立讀取，擦除和重寫。在大多數其他類型的非易失性存儲器中，這是不可能做到的。

像Microchip 24系列EEPROM這樣的串行EEPROM器件允許您為任何可以說I2C的器件添加更多存儲器。

EEPROM基礎知識

Microchip 24LC2512芯片可以采用8引腳DIP封裝。 24LC512上的引腳非常直接，包括電源（8），GND（4），寫保護（7），SCL/SDA（6，5）和三個地址引腳（1，2，3）。

ROM的簡史

早期的“存儲程序”類型的計算機 - 例如桌面計算器和鍵盤解釋器 - 開始以二極管矩陣ROM的形式使用ROM。這是一個由分散的半導體二極管組成的存儲器，放置在特殊組織的PCB上。隨著集成電路的出現，這讓位于Mask ROM。掩模ROM很像二極管矩陣ROM，只是它的實現規模要小得多。然而，這意味著你不能只用烙鐵移動幾個二極管并重新編程。掩模ROM必須由制造商編程，此后不可更改。

不幸的是，Mask ROM價格昂貴并且需要很長時間才能生產，因為每個新程序都需要一個由鑄造廠生產的全新設備。然而，在1956年，這個問題通過PROM（可編程ROM）的發明得以解決，PROM允許開發人員自己編寫芯片。這意味著制造商可以生產數百萬個相同的未編程設備，使其更便宜，更實用。但是，PROM只能使用高壓編程設備寫入一次。在編程PROM器件之后，無法將器件恢復到未編程狀態。

1971年隨著EPROM（可擦除可編程ROM）的發明而改變了 - 除了在首字母縮寫詞中添加另一個字母 - 帶有擦除設備的能力，并使用強大的紫外光源將其恢復到“空白”狀態。那是對的，你必須在IC上發出明亮的光線才能重新編程，這有多酷？好吧，事實證明它非常酷，除非你是一個開發固件的開發人員，在這種情況下，你真的希望能夠使用電子信號重新編程設備。隨著EEPROM（電可擦除可編程ROM）的發展，這終于在1983年成為現實，我們到達了當今笨拙的首字母縮略詞。

EEPROM的怪癖

EEPROM作為一種方法存在兩個主要缺點數據存儲。在大多數應用中，優點超過了缺點，但在將EEPROM納入下一個設計之前，您應該了解它們。

首先，使EEPROM工作的技術也限制了它的可用次數被重寫。這與電子被困在構成ROM的晶體管中并累積直到“1”和“0”之間的電荷差異無法識別有關。但不用擔心，大多數EEPROM的最大重寫次數為100萬或更多。只要你沒有連續寫入EEPROM，你就不可能達到這個最大值。

其次，如果你從中斷電源，EEPROM將不會被刪除，但它不能保留在你的數據無限期。電子可以漂移出晶體管并通過絕緣體，隨著時間的推移有效地擦除EEPROM。也就是說，這通常會在幾年內發生（雖然它可以通過加熱加速）。大多數制造商表示，在室溫下，您的數據在EEPROM上安全10年或更長時間。

在為項目選擇EEPROM器件時，還應記住一件事。 EEPROM容量以位而不是字節來度量。 512K EEPROM將保存512K位數據，換句話說，只有64KB。

Arduino硬件連接

好了，現在我們知道了什么是EEPROM，讓我們掛起來看看它能做些什么！為了讓我們的設備說話，我們需要連接電源和I2C串行線。該器件特別在5VDC下運行，因此我們將它連接到Arduino UNO的5V輸出。此外，I2C線路需要上拉電阻才能正常通信。這些電阻的值取決于線路的電容和您想要通信的頻率，但非關鍵應用的一個好的經驗法則就是將其保持在kΩ范圍內。在本例中，我們將使用4.7kΩ上拉電阻。

此器件上有三個引腳用于選擇I2C地址，這樣就可以在總線上有多個EEPROM，并以不同的方式對它們進行尋址。您可以將它們全部接地，但我們將對它們進行布線，以便我們可以在本教程的后面部分使用更高容量的設備。

我們將使用面包板將所有內容連接在一起。下圖顯示了大多數I2CEEPROM器件的正確連接，包括我們銷售的Microchip 24系列EEPROM。

閱讀和寫作

大多數情況下，當您將EEPROM與微控制器結合使用時，您實際上不需要同時查看存儲器的所有內容。您只需根據需要在此處讀取和寫入字節。但是，在這個例子中，我們要將整個文件寫入EEPROM，然后將其全部讀回，以便我們可以在計算機上查看。這應該讓我們對使用EEPROM的想法感到滿意，并讓我們感覺有多少數據可以真正適合小型設備。

寫點東西

我們的示例草圖將簡單地取出任何字節串行端口并將其寫入EEPROM，跟蹤我們寫入內存的字節數。

將一個字節的內存寫入EEPROM通常分三步進行：

發送要寫入的內存地址的最高有效字節。

發送要寫入的內存地址的最低有效字節。

發送您想要存儲在此位置的數據字節。

可能有一些關鍵詞可以解釋：

記憶地址

如果你想象512 Kbit EEPROM中的所有字節從0開始排成一行到64000 - 因為一個字節有8位，因此你可以在512 Kbit EEPROM上安裝64000字節 - 然后一個存儲器地址就是你找到一個特定字節的位置。我們需要將該地址發送到EEPROM，以便它知道放置我們發送的字節的位置。

最重要和最不重要的字節

因為256 Kbit EEPROM中有32000個可能的位置 - 并且因為255是可以在一個字節中編碼的最大數字 - 我們需要以兩個字節發送該地址。首先，我們發送最高有效字節（MSB） - 在這種情況下的前8位。然后我們發送最低有效字節（LSB） - 第二個8位。為什么？因為這是設備期望接收它們的方式，所以就是這樣。

頁面寫作

一次寫一個字節很好，但是大多數EEPROM設備都有一個叫做“頁面寫緩沖區”的東西，可以讓你寫多個每次字節的方式與單個字節的方式相同。我們將在示例草圖中利用這一點。

EEPROM使用內部計數器，它會在接收到的每個后續數據字節時自動增加內存位置。一旦發送了內存地址，我們就可以使用最多64個字節的數據。 EEPROM（正確地）假定地址312后跟10個字節將在地址312處記錄字節0，在地址313處記錄字節1，在地址314處記錄字節2，依此類推。

讀取東西

從EEPROM讀取基本上遵循與寫入EEPROM相同的三步過程：

發送要寫入的存儲器地址的最高有效字節。

發送要寫入的內存地址的最低有效字節。

詢問該位置的數據字節。