1 简介

1.1 存储器的分类

按照掉电数据是否丢失的特性，存储器可划分为：

易失性存储器：RAM 通常都是在掉电之后就丢失数据。

非易失性存储器：ROM 在系统停止供电的时候仍然可以保持数据。

易失性存储器-RAM

RAM(（Random Access Memory）随机读取存储器)：通常 RAM 就是意识形态存取器的代表，它包含 DRAM（动态随机存储器）和 SRAM（静态随机存储器）。

存储器	中文名称	描述
SRAM	静态随机 存储器	SRAM 是 Static Random Access Memory 的缩写，中文含义为静态随机访问存储器，它是一种类型的半导体存储器。"静态"是指只要不掉电，存储在 SRAM 中的数据就不会丢失。SRAM 保存数据是靠晶体管锁存的；SRAM 的工艺复杂，内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。所以生产成本高，所以价格更贵，但是 SRAM 速度快。同时 SRAM 集成度比较低，不适合做大容量的内存，一般是用在处理器的缓存里面。SRAM 是一种易失性存储器，它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。"随机访问"是指存储器的内容可以以任何顺序访问，而不管前一次访问的是哪一个位置。
DRAM	动态随机存储器	保存数据靠电容充电来维持。容量比较大的 RAM 我们都选用的是 DRAM。像 SDRAM，DDR SDRAM 都属于 DRAM 的一种。
SDRAM	同步动态随机存储器	RAM 既然是存储器，那么就要传输数据，传输数据就是通信。通信又分同步通信和异步通信。DRAM 和 SRAM 都是异步通信的，速
**DDR SDRAM **	双倍速率同步动态随机存储器)	率没有 SDRAM 和 SSRAM 快。所以现在大容量 RAM 存储器是选用SDRAM 的。S(Synchronous 同步)DDR SDRAM 和 SDRAM 的区别在于 DDR（double data rate）双倍速率。SDRAM 只在时钟的上升沿表示一个数据，而 DDR SDRAM 能在上升沿和下降沿都表示一个数据。DDR 也一步步经过改良出现了一代、二代、三代、四代，现在也有五代。

非易失性存储器ROM

ROM: （Read Only Memory）只读存储器, 具有断电后数据不丢失的特点。非易失性存储器常见的有 ROM，FLASH，光盘，软盘，机械

硬盘。他们作用相同，只是实现工艺不一样。

存储器	中文名称	描述
MASK ROM	掩膜 ROM	是制造商为了要大量生产，事先制作一颗有原始数据的 ROM 或EPROM 当作样本，然后再大量生产与样本一样的 ROM，这一种做为大量生产的 ROM 样本就是 MASK ROM，而烧录在 MASK ROM 中的资料永远无法做修改。
OTPROM	一次可编程存储器	OTPROM 提供了介于 MASK ROM 和 FLASH 存储器之间的产品特性，出厂后用户只能写一次数据，然后再也不能修改了，一般做存储密钥。
EPROM	可擦除可编程只读存储器	这种存储器就可以多次擦除然后多次写入了。但是要在特定环境紫外线下擦除，所以这种存储器也不方便写入。EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory 可擦除可编程只读存储器。是一种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片–即非易失性的(非挥发性)。它是一组浮栅晶体管，被一个提供比电子电路中常用电压更高电压的电子器件分别编程。一旦编程完成后，EPROM 只能用强紫外线照射来擦除。
EEPROM	带电可擦可编程只读存储器	EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，带电可擦可编程只读存储器–一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。正是因为只要有电就可擦除数据，就可以写入数据，所以 EEPROM用的最多。
FLASH	闪存	Flash:是一种可以写入和读取的存储器，叫闪存，FLASH 也叫FLASH ROM，有人把 FLASH 当做 ROM。FLASH 和 EEPROM 相比，FLASH的存储容量大。FLASH 的速度比现在的机械硬盘速度快，现在的 U盘和 SSD 固态硬盘都是 Nand flash。FLASH 又分为 Norflash 和Nandflash。

1.2EEPROM的特性

EEPROM 特点就是掉电后存储的数据不丢失。一般情况下，EEPROM 拥有 30 万到 100 万次的寿命，也就是它可以反复写入 30-100 万次，而读取次数是无限的。

• 支持标准和快速 I2C 协议、兼容 SPI 总线

• 1~256K 的高密度存储

• 1.8V~6V 的款电压操作范围

• 对全部存储器进行硬件写保护

• 采用低功耗 CMOS 工艺

• 可编程/擦除 100 万次

• 数据保存期 100 年（存储时间是理论值并非实际值）

• 工业温度范围:-40℃至 85℃。

2 接口介绍

2.1 IIC接口

IIC 接口的 EEPROM 很常见，因为 IIC 接口十分通用也很简单，只需要两个 IO 口以及上拉电阻就行了。（历史原因是 IIC 总线发展比较早，很早就普遍使用了，所以 IIC 的接口普及率高）IIC 速率：100KHz、400KHz 和 1MHz，最高可以达到 3.2MHz。

2.2 SPI接口

SPI 接口的 EEPROM 是为了应对 IIC 速率不高而解决的，因为IIC 速率最高到 1MHz（3.2MHz）速率，为了提高读取速度故发展出来了 SPI 接口的 EEPROM。EEPROM 最高可以达到 20MHz。

2.3 MicroWire 接口

MicroWire 串行接口是 SPI 的精简接口，就是除去 CS 引脚，只有余下的三个引脚。但是时钟改为既可以是自己发出也可以自己接收，比起标准的 SPI 更为简单与便捷。

总结

3 EEPROM 和 FLASH

项目	EEPROM	FLASH
接口	IIC、SPI、Microwire	SPI(多模式)、并行接口
读写速率	0-20Mbps	最高达2.4Gbps
数据存储时间	100years	10years Max
读写次数	100万次	10万次
操作单元	比特位bit操作	Block操作
功耗	极低	高
容量	≤1Mb	大

总的来说，对于用户来说，EEPROM 和 FLASH 没有大的区别，只是 EEPROM 是低端产品，容量低，价格便宜，但是稳定性较 FLASH 要好一些。但对于 EEPROM 和 FLASH 的设计来说，FLASH 则要难的多，不论是从工艺上的还是从外围电路设计上来说。

4 电路设计实战

硬件设计电路如下所示：

引脚说明

引脚号	引脚名称	功能描述
1	NC	N.A
2	A1	地址输入引脚。
3	NC	N.A
4	GND	地。
5	SDA	串行地址和数据输入/输出。
6	SCL	串行时钟输入。
7	WP	写保护。
8	VCC	正电源。

实战电路1：

实战电路2：

5 电路设计要点

• 电源引脚增加电阻是为了储能和滤波；

• IIC 的数据和时钟线是 OD 门结构，所以需要上拉；

• 写保护引脚 WP（write protect）。（写保护一般接低电平（接地），处于正常读写状态；当接入高电平时，芯片数据均处于禁止写入状态）

• 注意电平匹配。

• 如果板子上有多个 IIC 的接口设备，注意 EEPROM 的地址变一下，防止冲突。

• IIC 总线是串行主从结构，读和写都由主机操作，从机只能接受。