玩轉(zhuǎn)EEPROM——全面指南

EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）是一種能夠在斷電后保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)配置參數(shù)和少量數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。本文將帶您深入了解EEPROM的基礎(chǔ)知識(shí)、常見(jiàn)操作及其在實(shí)際應(yīng)用中的使用技巧，并介紹如何使用EVASH開(kāi)發(fā)測(cè)試板進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試。

EEPROM基礎(chǔ)知識(shí)

什么是EEPROM？

EEPROM是一種非易失性存儲(chǔ)器，可以電擦除和重編程。與其他存儲(chǔ)器相比，EEPROM具有以下特點(diǎn)：

非易失性：斷電后數(shù)據(jù)仍然保留。

可擦除：可以擦除并重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

編程靈活：可以按字節(jié)或頁(yè)面編程。

EEPROM的主要參數(shù)

在選擇EEPROM時(shí)，需要關(guān)注以下幾個(gè)主要參數(shù)：

存儲(chǔ)容量：通常以位或字節(jié)為單位（如256Kb，即32KB）。

讀寫(xiě)速度：讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度，通常較慢。

耐久性：擦寫(xiě)次數(shù)的限制，通常為10萬(wàn)至100萬(wàn)次。

接口類型：常見(jiàn)的接口有I2C、SPI和并行接口。

使用EVASH開(kāi)發(fā)測(cè)試板

開(kāi)發(fā)測(cè)試板簡(jiǎn)介

EVASH EEPROM開(kāi)發(fā)測(cè)試板（如下圖所示）設(shè)計(jì)用于幫助用戶快速上手并測(cè)試EEPROM芯片。測(cè)試板上集成了EV24C256A EEPROM芯片，支持1.7V至5.5V的工作電壓。

EVASH Ultra EEPROM Devkit

開(kāi)發(fā)測(cè)試板功能與連接

VDD: 電源輸入，范圍1.7V至5.5V。

GND: 電源地。

WP: 寫(xiě)保護(hù)引腳，高電平時(shí)寫(xiě)保護(hù)使能。

SCL: I2C時(shí)鐘信號(hào)。

SDA: I2C數(shù)據(jù)信號(hào)。

A0, A1, A2: 地址引腳，通過(guò)接地或連接到電源選擇I2C地址。

開(kāi)發(fā)測(cè)試板使用步驟

連接電源和地: 將VDD和GND分別連接到電源和地。

連接I2C接口: 將SCL和SDA分別連接到主控器的I2C時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳。

配置地址引腳: 根據(jù)需要配置A0、A1和A2引腳，選擇合適的I2C地址。

基本操作

1. 初始化

在使用EEPROM之前，需要進(jìn)行初始化配置。以下是使用Arduino初始化I2C接口的示例代碼：

cpp

復(fù)制代碼

#include void setup() { Wire.begin(); // 初始化I2C接口 Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 } void loop() { // 主要操作放在這里 }

2. 寫(xiě)入數(shù)據(jù)

向EEPROM寫(xiě)入數(shù)據(jù)的步驟如下：

開(kāi)始傳輸：?jiǎn)?dòng)I2C通信。

發(fā)送設(shè)備地址：發(fā)送EEPROM的I2C地址。

發(fā)送存儲(chǔ)地址：指定要寫(xiě)入數(shù)據(jù)的位置。

發(fā)送數(shù)據(jù)：發(fā)送要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)。

結(jié)束傳輸：終止I2C通信。

示例代碼：

cpp

復(fù)制代碼

#define EEPROM_ADDRESS 0x50 void writeEEPROM(int deviceAddress, unsigned int eepromAddress, byte data) { Wire.beginTransmission(deviceAddress); Wire.write((int)(eepromAddress >> 8)); // 高字節(jié)地址 Wire.write((int)(eepromAddress & 0xFF)); // 低字節(jié)地址 Wire.write(data); Wire.endTransmission(); delay(5); // 寫(xiě)入延遲 }

3. 讀取數(shù)據(jù)

從EEPROM讀取數(shù)據(jù)的步驟如下：

開(kāi)始傳輸：?jiǎn)?dòng)I2C通信。

發(fā)送設(shè)備地址：發(fā)送EEPROM的I2C地址（寫(xiě)模式）。

發(fā)送存儲(chǔ)地址：指定要讀取數(shù)據(jù)的位置。

重新開(kāi)始傳輸：重新啟動(dòng)I2C通信（讀模式）。

請(qǐng)求數(shù)據(jù)：請(qǐng)求從EEPROM讀取數(shù)據(jù)。

接收數(shù)據(jù)：讀取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到變量中。

結(jié)束傳輸：終止I2C通信。

示例代碼：

cpp

復(fù)制代碼

byte readEEPROM(int deviceAddress, unsigned int eepromAddress) { byte data = 0xFF; Wire.beginTransmission(deviceAddress); Wire.write((int)(eepromAddress >> 8)); // 高字節(jié)地址 Wire.write((int)(eepromAddress & 0xFF)); // 低字節(jié)地址 Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(deviceAddress, 1); if (Wire.available()) data = Wire.read(); return data; }

高級(jí)技術(shù)

頁(yè)面寫(xiě)入

一些EEPROM支持頁(yè)面寫(xiě)入，可以一次寫(xiě)入多個(gè)字節(jié)，提升寫(xiě)入效率。在寫(xiě)入大量數(shù)據(jù)時(shí)，建議使用頁(yè)面寫(xiě)入。示例代碼如下：

cpp

復(fù)制代碼

void writeEEPROMPage(int deviceAddress, unsigned int eepromAddress, byte* data, int length) { Wire.beginTransmission(deviceAddress); Wire.write((int)(eepromAddress >> 8)); // 高字節(jié)地址 Wire.write((int)(eepromAddress & 0xFF)); // 低字節(jié)地址 for (int i = 0; i < length; i++) { ? ?Wire.write(data[i]); ?} ?Wire.endTransmission(); ?delay(5); // 寫(xiě)入延遲 }

延長(zhǎng)壽命

由于EEPROM的擦寫(xiě)次數(shù)有限，需謹(jǐn)慎使用。盡量減少不必要的寫(xiě)入操作，并采用磨損均衡算法分散寫(xiě)入次數(shù)，延長(zhǎng)EEPROM的使用壽命。

數(shù)據(jù)校驗(yàn)

為了確保數(shù)據(jù)的完整性，可以使用校驗(yàn)和或CRC等校驗(yàn)機(jī)制，驗(yàn)證讀取的數(shù)據(jù)是否正確。

溫度和電壓影響

EEPROM的工作性能受溫度和電壓的影響。在極端條件下，可能需要進(jìn)行額外的校準(zhǔn)和保護(hù)措施，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和持久性。

實(shí)際應(yīng)用

配置參數(shù)存儲(chǔ)

EEPROM常用于存儲(chǔ)設(shè)備的配置參數(shù)，如WiFi設(shè)置、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)在設(shè)備斷電后仍需保留，并且可以在運(yùn)行時(shí)更新。

數(shù)據(jù)日志記錄

EEPROM可以用于存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤日志等需要持久化的小規(guī)模數(shù)據(jù)。例如，記錄溫度傳感器的歷史數(shù)據(jù)，每次測(cè)量后將新數(shù)據(jù)寫(xiě)入EEPROM。

非易失性存儲(chǔ)

在一些關(guān)鍵應(yīng)用中，需要保存重要的數(shù)據(jù)，即使在斷電的情況下也不丟失。EEPROM是這類應(yīng)用的理想選擇。

結(jié)論

EEPROM是一種功能強(qiáng)大的存儲(chǔ)器，適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景。從基本操作到高級(jí)技巧，掌握這些知識(shí)將幫助您充分利用EEPROM的優(yōu)勢(shì)，為您的項(xiàng)目提供穩(wěn)定的非易失性存儲(chǔ)解決方案。利用EVASH開(kāi)發(fā)測(cè)試板，您可以更快地實(shí)現(xiàn)EEPROM的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。

審核編輯 黃宇