‌STMicroelectronics M24C64-U 64-Kbit串行I²C总线EEPROM技术解析

STMicroelectronics M24C64-U 64-Kbit串行^I2C^总线EEPROM专为高效可靠的数据存储而设计。该STMicroelectronics EEPROM采用8K×8位结构，具有1.7V至5.5V的宽工作电源电压范围，因此适用于各种应用。M24C64-U包含一个唯一的128位工厂编程序列号，用于增强可追溯性和识别能力。M24C64-U支持多种^I2C^总线模式，包括标准模式（100kHz）、快速模式（400kHz）和快速模式+（1MHz），确保与不同通信速度兼容。此外，该EEPROM性能稳健，写入周期超过400万次，数据保留时间超过200年。增强型ESD和闭锁保护进一步提升了可靠性，使其成为长期数据存储需求的可靠选择。

数据手册：*附件：STMicroelectronics M24C64-U 64-Kbit串行I2C总线EEPROM数据手册.pdf

特性

• ^I2C^接口兼容以下^I2C^总线模式
  • 100kHz（标准模式）
  • 400kHz（快速模式）
  • 1MHz（快速模式+）
• 存储器
  • 64-Kbit（8KB）EEPROM
  • 页面大小：32字节
• 标识页面出厂时锁定为只读模式，大小为256位（32字节）
• 128位（16字节）唯一工厂编程序列号
• 宽电压范围：1.7V至5.5V
• 工作温度范围：-40 °C至+85 °C
• 性能
  • 增强型ESD和闩锁保护
  • 4 kV (HBM) ESD保护
  • 超过400万次写入循环
  • 数据保留超过200年
• 高级
  • 随机和顺序读取模式
  • 整个存储器阵列的硬件写入保护
  • 5ms内字节和页面写入
• SO8N（符合ECOPACK2）封装

逻辑

框图

STMicroelectronics M24C64-U 64-Kbit串行I²C总线EEPROM技术解析‌

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‌一、核心特性概述‌

M24C64-U是STMicroelectronics推出的64-Kbit（8-Kbyte）串行EEPROM存储器，采用I²C总线接口，具备以下核心特性：

• ‌宽电压支持‌：1.7V至5.5V工作电压，兼容工业级温度范围（-40°C至85°C）。
• ‌高可靠性‌：超过400万次写循环，数据保存期限超过200年，集成4kV HBM ESD保护。
• ‌ 独特标识符（UID） ‌：内置128位工厂预编程的唯一序列号，锁定在只读的识别页面中，适用于设备溯源和防伪。
• ‌智能存储管理‌：支持32字节页写、随机/顺序读模式，硬件写保护功能（通过WC引脚控制）。

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‌二、关键功能详解‌

‌1. 存储架构‌

• ‌容量组织‌：8K×8位结构，分页大小为32字节，支持跨页连续写入（地址自动递增）。
• ‌识别页面‌：独立的32字节只读区域，包含UID及厂商信息，地址范围为00h-1Fh。UID的16字节位于00h-0Fh，包含STM标识码（20h/E0h/0Dh）及唯一序列号。

‌2. I²C接口协议‌

• ‌兼容模式‌：支持Standard-mode（100kHz）、Fast-mode（400kHz）及Fast-mode Plus（1MHz）。
• ‌信号描述‌：
  • ‌SCL‌：时钟输入，上升沿采样数据。
  • ‌SDA‌：开漏输出，需外接上拉电阻（典型值4.7kΩ）。
  • ‌WC‌：高电平时禁用写入操作，低电平或悬空时允许写入。

‌3. 错误校正与耐久性‌

• ‌ECC机制‌：每4字节一组实现单比特错误校正，提升数据可靠性。写循环次数按组统计，组内各字节共享耐久性预算（如120万次@85°C）。

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‌三、典型应用电路设计‌

‌1. 硬件连接‌

• ‌引脚配置‌：
  • ‌E0-E2‌：芯片地址选择引脚，接地或接VCC以设定设备地址（默认000）。
  • ‌VCC/VSS‌：电源引脚需就近部署10-100nF去耦电容。
• ‌上拉电阻计算‌：
  • Fast-mode（400kHz）：Rbus×Cbus ≤ 400ns（如Cbus=100pF时，Rbus≤4kΩ）。
  • Fast-mode Plus（1MHz）：Rbus×Cbus ≤ 150ns。

‌2. 软件操作流程‌

• ‌写入时序‌：
  1. 发送Start条件→设备地址（RW=0）→2字节目标地址→数据字节→Stop条件触发内部写入（tW=5ms max）。
  2. 支持轮询ACK位检测写入完成（避免阻塞等待）。
• ‌读取时序‌：
  • 随机读：先发送伪写指令加载地址，再发送读指令（RW=1）获取数据。
  • 顺序读：连续读取时内部地址自动递增。

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‌四、应用场景推荐‌

1. ‌工业设备溯源‌：利用UID实现配件身份认证和维修记录追踪。
2. ‌消费电子‌：存储设备配置参数，如智能家居设备的校准数据。
3. ‌医疗设备‌：确保关键数据（如使用日志）的长期保存与完整性。

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‌五、设计注意事项‌

• ‌PCB布局‌：大电流路径（如VCC至电机）需短而宽，信号线与功率线分层走线。
• ‌电源管理‌：VCC需在有效范围内稳定后操作，避免上下电期间的误写入。
• ‌UID访问‌：通过特定指令（设备类型标识符1011）读取，地址位A15-A4需置0。