铁电存储器FM24C16原理及在多MCU系统中应用

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　铁电存储器

　　由于FRAM有以上优点，其特别适合于那些对数据采集、写入时间要求很高的场合，而不会出现数据丢失，其可靠的存储能力也让我们可以放心的把一些重要资料存储于其中，其近乎无限次写入的使用寿命，使得他很适合担当重要系统里的暂存记忆体，用来在子系统之间传输各种数据，供各个子系统频繁读写。从FRAM问世以来，凭借其各种优点，已经被广泛应用于仪器仪表、航空航天、工业控制系统、网络设备、自动取款机等。

　　在设计的碳控仪系统中，由于对控制碳势适时性的要求较高，而且系统由2个子系统构成，每个子系统都要频繁读写存储器，所以我们把原来的X25045换成FM24C16以满足要求。如图1及表1所示。

　　FM24C16是串行非易失存储器，存储容量为2 048×8 b，共分8页，每页256 B;工作电压为+5 V;接口方式为工业标准的2线接口：SDA和SCL;功能操作和串行E2PROM相似，有读和写两种操作状态，读、写时序和I2C总线类似。

　　FM24C16的写操作可以分为2种：字节写和页面写。字节写就是每次写入单个字节，页面写可以一次写入整页(256 B)的数据。而且，由于没有写延时，数据写入速度很快(一般为μs级)，特别是在页面写的时候，不需要数据缓冲，可以一次写入256 B的数据，真正实现页面写，这是其他E2PROM做不到的，比如AT24C16，在页面写的时候，每次最多能写入16 B数据。

　　FM24C16的写操作时序中可分为起始位(START)、数据位、从应答位、停止位(STOP)，其中，从应答位(因为FM24C16为从器件，MCU为主器件，所以称为从应答)是FM24C16在每接收一个字节数据后发出的应答信号，是检验数据写入是否成功的惟一标志。写入过程为：MCU通过SDA，SCL发出起始位，然后从SDA输出从器件固定地址位：1010，再输出3 b页选择位(选择写入数据到FM24C16的哪一页)，再输出写控制位0(读为1，写为0)，然后接收来自FM24C16的从应答位，如果没有收到从应答，则退出操作。在接收到从应答后，MCU从SDA串行输出8位FM24C16字节地址以确定写入数据的字节单元，并在收到从应答后发送1 b数据写入到FM24C16，然后等待从应答信号确认数据写入成功。如果是字节写，则由MCU发出停止位，结束写操作。如果是页面写，MCU输出第2个字节数据，FM24C16判断出MCU要继续写入数据后，自动使其内部的地址指针加1，并把数据写入到加1后的字节单元，然后给出从应答，MCU就继续写入数据到FM24C16。页面写操作时，当地址指针到7FH(页尾地址)单元的时候，在下一个写入周期时自动翻转到00H，写入的数据覆盖掉00H单元原来的数据。