M24M01E-F 1Mb I²C EEPROM 关键技术解析与应用指南

意法半导体 (STMicroelectronics) M24M01E-F 1-Mbit串行I²C总线EEPROM的布局为28K × 8位，电压范围为1.6V至5.5V。意法半导体 M24M01E-F还具有1MHz（或更低）的时钟频率，可承受-40 °C至+85°C的温度。M24M01E-F提供三个8位寄存器，器件类型标识符 (DTI) 寄存器永久锁定在只读模式下。

数据手册：*附件：STMicroelectronics M24M01E-F 1Mb串行ILOCK总线EEPROM数据手册.pdf

特性

• I^2C^接口
  • 兼容以下I^2C^总线模式
    • 1MHz（快速模式+）
    • 400kHz（快速模式）
    • 100kHz（标准模式）
• 存储器
  • 1Mbit (128KB) EEPROM
  • 256字节页面大小
  • 额外256字节识别页面
• 供应管理
  • 宽电压范围：1.6V至5.5V
• 温度
  • 工作温度范围：-40°C至+85°C
• 性能
  • 增强型ESD/闭锁保护
  • 超过4百万次写入循环
  • 数据保留超过200年
  • 快速唤醒时间（小于5µs）
• 写入周期时间快
  • 4ms内字节和页面写入（3ms典型值）
• 超低功耗电流消耗
  • 待机模式下为350nA（典型值）
  • 读取电流：100µA（典型值）
  • 写入电流：400µA（典型值）
• 高级特性
  • 可配置设备地址寄存器
  • 预编程器件地址（按需）
  • 软件写保护寄存器
  • 整个内存阵列的硬件写保护
  • 随机和顺序读取模式
• 封装
  • SO8N
  • TSSOP8
  • UFDFPN8 (ECOPACK2)
  • WLCSP5 5焊球

逻辑图

‌M24M01E-F 1Mb I²C EEPROM 关键技术解析与应用指南‌

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‌1. 产品概述‌

‌M24M01E-F‌ 是意法半导体推出的一款 ‌1Mbit‌ 串行 ‌I²C 总线 EEPROM‌，采用 ‌128K × 8 位‌ 的组织结构，支持 ‌1.6V 至 5.5V‌ 的宽电压供电，工作温度范围为 ‌**-40°C 至 +85°C**‌。其核心特点包括：

• ‌可配置器件地址‌（CDA 寄存器）
• ‌软件写保护寄存器‌（SWP）
• ‌预编程器件地址‌（可选）
• ‌256 字节独立识别页‌（可永久锁定为只读）
• ‌兼容三种 I²C 模式‌：标准模式（100kHz）、快速模式（400kHz）、快速模式+（1MHz）。

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‌2. 关键特性详解‌

‌2.1 低功耗与高性能‌

• ‌待机电流‌：350 nA（典型值）
• ‌读写电流‌：100 μA（读）/ 400 μA（写）
• ‌快速写入周期‌：字节/页写入时间 ‌**≤4ms**‌（典型值 3ms）
• ‌数据保存期限‌：‌200 年以上‌
• ‌写入耐久性‌：超过 ‌400 万次‌（每组 4 字节循环计数）。

‌2.2 存储结构‌

• ‌主存储阵列‌：128 Kbyte（1 Mbit）
• ‌页大小‌：256 字节
• ‌识别页‌：独立 256 字节空间，支持锁定保护。

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‌3. 高级功能寄存器‌

‌ 3.1 器件类型标识寄存器（DTI） ‌

• 工厂预编程为 ‌10110001b‌，永久锁定为只读模式。
• 用于在设备选择码中定义器件类型地址。

‌ 3.2 可配置器件地址寄存器（CDA） ‌

• 用户可通过 ‌C2、C1 位‌ 配置 4 种片选地址（00/01/10/11）。
• ‌ 器件地址锁定位（DAL） ‌：设置为 1 时永久冻结 CDA 寄存器。

‌ 3.3 软件写保护寄存器（SWP） ‌

• ‌ 写保护激活位（WPA） ‌：0=禁用保护，1=启用保护。
• ‌ 块保护位（BP1、BP0） ‌：
  • (0,0)：保护存储器的前 1/4
  • (0,1)：保护前半部分
  • (1,0)：保护前 3/4
• ‌ 保护模式锁（WPL） ‌：设置为 1 时永久锁定 SWP 寄存器。

‌3.4 识别页‌

• 可独立读写，支持通过锁定指令永久设为只读。

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‌4. 硬件保护机制‌

• ‌ 写控制引脚（WC） ‌：
  • ‌高电平‌：所有写入操作禁用
  • ‌低电平/悬空‌：写入操作允许。

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‌5. I²C 通信协议操作‌

‌5.1 写入操作‌

• ‌字节写入‌：单字节写入后触发内部写入周期。
• ‌页写入‌：最多 256 字节单次写入（需位于同一页）。

‌5.2 读取操作‌

• ‌随机地址读‌：通过伪写入加载地址，再启动读指令。
• ‌顺序读‌：连续读取自动递增地址的数据。

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‌6. 电源管理‌

• ‌上电复位‌：VCC 达到内部阈值前不响应指令。
• ‌掉电保护‌：在待机模式下进行掉电操作。

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‌7. 封装选项‌

• ‌SO8N‌（150 mil 宽度）
• ‌TSSOP8‌（169 mil 宽度）
• ‌UFDFPN8‌（DFN8, 2×3 mm）
• ‌WLCSP5‌（5 球 wafer 级芯片规模封装）。

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‌8. 典型应用场景‌

• ‌物联网设备‌：存储设备配置参数（识别页锁定保护）。
• ‌工业控制器‌：通过 SWP 寄存器保护关键参数。
• ‌电池供电设备‌：利用超低待机电流延长续航。