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广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com CAT1161/2(16k) 特性 z 看门狗定时器监控 SDA 信号 CAT1161 z 兼容 400KHz 的 I2C 总线 z 2.7 6.0V 的工作电压 z 低功耗 CMOS 技术 z 16 字节的页写缓冲区 z 内置写保护 VCC 锁定 写保护管脚 WP z 复位高电平或低电平有效 精确的电源电压监控 5V 3.3V 和 3V 的系统 5 个门槛电压选项 z 1 000 000 个编程/擦写周期 z 手动复位 z 数据可保存 100 年 z 8 脚 DIP 封装或 8 脚 SOIC 封装 z 商业和工业级温度范围 描述 CAT1161/2 为基于微控器的系统提供了一个完整的存储和监控方案 运用低功耗 CMOS 技术 在片内 集成了带硬件存储写保护的串行 EEPROM 存储器 16K 节能型系统电源监控电路和一个看门狗定时器 存储器以 I2C 总线作为接口 当一个软件或硬件的误操作引起系统的暂停或 挂起 时 1.6 秒的看门狗电路可将系统恢复到默认 状态 CAT1161 的看门狗定时器监控 SDA 线 这样就不再需要增加 PC 板的跟踪功能 低价位的 CAT1162 不含看门狗定时器 电源监控和复位电路可在电源电压上升/下降时保护存储器和系统控制器 并防止产生掉电 CAT1161/2 具有 5 个门槛电压 支持 5V 3.3V 和 3V 的系统 一旦电源电压超出允许范围 复位信号立即有效 从而 防止系统微控制器 ASIC 或外外围器件继续工作 在电源电压超出复位门槛电压 200ms 之后 复位信号 撤除 由于带有高电平和低电平复位信号 因此可以很方便地连接到微控制器和其它 IC 另外 芯片还有 一个复位管脚 用作手动复位按钮的去抖输入 CAT1161/2 存储器含有 16 字节的页写特性 除此之外 写保护管脚 WP 和 VCC 检测电路可实现对硬件 数据的写保护 只要 VCC 下降到低于复位门槛电平之后或上电时 VCC 电压上升到复位门槛电平之前 VCC 检测电路都会禁止存储器的写操作 包括 8 脚 DIP 和表面 8 脚 SO 两种封装形式 1 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 管脚配置 方框图 元件分类号 45 42 30 28 25 最小门槛值 4.50 4.25 3.00 2.85 2.55 最大门槛值 4.75 4.50 3.15 3.00 2.70 管脚功能 管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 管脚名称 DC RESET WP GND SDA SCL RESET VCC 功能 悬空 复位 I/O 低电平有效 写保护 地 串行数据/地址 时钟输入 复位 I/O 高电平有效 电源 2 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 最大绝对额定值 偏压温度 贮存温度 对地引脚电压 1 对地 VCC 功耗 TA=25 铅焊温度 10 秒 输出短路电流 2 55 到+125 65 到+150 2.0V 到+VCC+2.0V 2.0V 到+7.0V 1.0W 300 100mA 在应用中 各参数取值不允许超出上述 最大绝对额定值 范围 否则会造成器件的永久损坏 以上 只是列出了参数的极限额定值 至于在这些条件下或其它超出规定之外的功能操作并未涉及 器件不宜在 最大绝对条件下工作过长的时间 否则将影响器件的可靠性 可靠性 符号 参数 NEND 3 TDR 3 VZAP 3 ILTH 3 4 耐久性 数据保存 ESD 敏感度 锁定 参考测试方法 MIL-STD-883 测试方法 1033 MIL-STD-883 测试方法 1008 MIL-STD-883 测试方法 3015 JEDEC 标准 17 最小 1 000 000 100 2000 100 最大 单位 周期/字节 年 V mA DC 工作特性 除非特别说明 否则 VCC=+2.7V 到+6.0V 符号 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 ICC ISB ILI ILO VIL VIH VOL1 注 电源电流 待机电流 输入漏电流 输出漏电流 输入低电压 输入高电压 输出低电压 SDA fSCL=100KHz VCC=3.3V VCC=5 VIN=GND 或 VCC VIN=GND 或 VCC IOL=3mA,VCC=3.0V 1 VCC 0.7 3 mA 40 uA 50 uA 2 uA 10 uA VCC 0.3 V VCC+0.5 V 0.4 V 1 最低 DC 输入电压为 0.5V 转换过程中输入电压在 20ns 内可下降到 2.0V 输出管脚的最高 DC 电压为 VCC+0.5V 20ns 内可上升到 VCC+2.0V 2 输出短路只持续 1 秒钟 一次只有一个输出短路 3 该参数最先测试 但要在影响其结果的设计或过程结束之后 4 锁定保护可将地址管脚锁定在 100mA 数据管脚电压限制在 1V 到 VCC+1V 电容 TA=25 f 1.0MHz VCC=5V 符号 测试 CI/O(1) CIN(1) 输入/输出电容 SDA 输入电容 SCL 条件 VI/O=0V VIN=0V 最大 8 6 单位 pF pF 3 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com AC 特性 除非特别说明 符号 参数 否则 VCC=2.7V 到 6.0V 输出负载是一个 TTL 门和 100pF 的电容 VCC=2.7V 6V VCC=4.5V 5.5V 最小 最大 最小 最大 FSCL 时钟频率 100 400 T1(1) SCL SDA 输入引脚的噪声 200 200 抑制时间常数 tAA SCL 低到 SDA 数据输出和 3.5 ACK 输出的时间 tBUF(1) 新一轮数据传输开始前要 4.7 求总线的空闲时间 1 1.2 tHD;STA 起始条件保持时间 4 0.6 tLOW 时钟低电平宽度 4.7 1.2 tHIGH 时钟高电平宽度 4 0.6 tSU;STA 起始条件建立时间 适用于 4.7 0.6 重复起始条件 tHD;DAT tSU;DAT tR(1) tF(1) tSU;STO tDH 数据保持时间 数据建立时间 SDA 和 SCL 上升时间 SDA 和 SCL 下降时间 停止条件建立时间 数据输出保持时间 0 50 1 300 4 100 0 50 0.3 300 0.6 100 上电时间 1 2 符号 参数 tPUR 上电到读操作 tPUW 上电到写操作 最大 1 1 单位 ms ms 单位 KHz ns us us us us us us ns ns us ns us ns 写周期极限值 符号 参数 最小 典型 最大 单位 tWR 写周期时间 10 ms 写周期时间是从写时序的有效停止条件到内部编程/擦写周期结束的时间段 在写周期内 总线接口电 路无效 SDA 保持高电平 器件不对其从地址产生应答 注 1 该参数最先测试 但要在影响其结果的设计或过程结束之后 2 tPUR 和 tPUW 都是延时时间 它们表示从 VCC 稳定到指定操作起动的时间 4 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 复位电路特性 符号 参数 tGLITCH VRT VOLRS VOHRS VTH 干扰抑制脉宽 复位门槛滞后 复位输出低电压 IOLRS=1mA 复位输出高电压 复位门槛值 VCC=5V (CAT1161/2-45) 复位门槛值 VCC=5V (CAT1161/2-42) 复位门槛值 VCC=3.3V (CAT1161/2-30) 复位门槛值 VCC=3.3V (CAT1161/2-28) VTH 复位门槛值 VCC=3V (CAT1161/2-25) tPURST tWP tRPD VRVALID 上电复位停止时间 看门狗定时器周期 VTH 到 RESET 输出延时 RESET 输出有效 最小 典型 15 VCC 0.75 4.50 4.25 3.00 2.85 2.55 130 1.6 1 最大 100 0.4 4.75 4.50 3.15 3.00 2.70 270 5 单位 ns mV V V V ms sec us V 管脚描述 WP 写保护 若该管脚与 VCC 相连 则整个存储器阵列进入写保护状态 只可读 可以对器件进行正常的读/写操作 当管脚与 GND 相连或悬空时 RESET/ RESET 复位 I/O 它们是开漏输出结构 作为复位触发输入端 一旦在这两个管脚上产生复位条件 器件起动工作 并 将复位条件维持约 200ms RESET 脚必须通过一个下拉电阻连接 而 RESET 必须通过一个上拉电阻连接 SDA 串行数据地址 双向串行数据/地址管脚用于发送器件数据或从器件外接收数据 SDA 管脚是开漏输出结构 可与其它 开漏极或集电极开路输出进行线或 如果在 SDA 上 1.6s 的时间内无数据传输 看门狗定时器溢出 SCL 串行时钟 串行时钟输入 器件操作 复位控制器描述 CAT1161/2 的精确复位控制器可以保证在掉电条件和电压上升/下降条件下系统操作的正确性 复位配 置成开漏输出 电压上升时 RESET 输出保持有效直至 VCC 上升到 VTH 门槛值 在 VCC 上升到 VTH 后 复 位输出还将被驱动大约 200ms tPURST tPURST 时间到后 器件停止驱动复位输出端 这时 复位输出端被 各自的上拉/下拉电阻将电平拉高/低 在电源掉电时 VCC 下降到 VTH 值后 RESET 端将产生有效输出 5 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 只要 VCC>1.0V(VRVALID) RESET 将一直保持有效 RESET 管脚是一个 I/O 口 因此 CAT1161/2 可作为一个信号条件电路来实现外部手动复位 管脚作 为输入口使用时 复位信号为边沿触发 也就是说 当检测到一个由低到高的跳变时 CAT1161/2 的 RESET 输入就触发一次复位 同样 在检测到一个由高到低的跳变时 RESET 输入触发一次复位 看门狗定时器 看门狗定时器为微控制器提供了一种特别保护 系统运行失败时 若 1.6 秒后仍无系统活动 CAT1161 就产生一个复位信号 CAT1161 在 SDA 输入端连接看门狗定时器 如果在 1.6 秒内微控制器没有使 SDA 管脚电平翻转 看门狗定时器将会溢出 这会使复位输出端产生一个复位条件 SDA 线上的任何跳变都将 使看门狗定时器清零 在复位信号有效期间 看门狗定时器停止计数 保持清零状态 CAT1162 无看门狗定时器 图 1 复位输出时序 硬件数据保护 CAT1161/2 包含下面这些硬件的数据保护特性 可保证数据的高度完整性 1 CAT1161/2 含有一个 WP 脚 当 WP 脚为高电平时 整个存储器阵列进入写保护状态 只读 2 当 VCC 电压下降到低于复位门槛值 VTH 后 VCC 检测电路提供写保护 只要 VCC 下降到低于 电压下降 VTH 之后或上升到复位门槛值 电压上升 VTH 之前 VCC 的锁定输出都会禁止对串行 EEPROM 的写操作 复位门槛电压 CAT1161/2 包含 5 个复位门槛电压范围 分别为 4.50 4.75V 4.25 4.50V 3.00 3.15V 2.85 3.00V 和 2.55 2.70V 6 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 图 2 总线时序 图 3 写周期时序 图 4 起始/停止时序 功能描述 CAT1161/2 支持 I2C 总线数据传输协议 这种集成电路间的总线协议定义了发送器 发送数据到总线 上的器件 和接收器 从总线上接收数据的器件 还规定 主控器控制整个数据传输过程 并为总线访问 产生串行时钟和所有的起始和停止条件 主控器和从控器都可既用作发送器 又用作接收器 但是只有主 控器能控制采用哪种工作方式 I2C 总线协议 I2C 总线协议定义了以下特性 1 只能在总线空闲时起动数据传输 2 在数据传输过程中 时钟线为高电平 数据线状态保持不变 把时钟线为高电平时数据线上的跳变 称为起始或停止条件 起始条件 起始条件在所有命令执行之前产生 它定义为 SCL 线高电平时 SDA 线高到低的跳变 CAT1161/2 监 视 SDA 和 SCL 线 在起始条件没有被满足之前 不会做出响应 7 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 停止条件 SCL 线高电平时 SDA 线从低到高的跳变定义为停止条件 一旦停止条件产生 所有操作停止 器件寻址 主控器发送一个起始条件 起动一次数据传输 接着 再发送请求访问的特定从地址 8 位从地址的 高 4 位固定为 1010 接下来的 3 位 图 6 定义存储器的地址 对于 CAT1161/2 来说 这 3 位为高位 从地址的最后 1 位用来指定执行的是写还是读操作 这一位为 1 时执行读操作 为 0 时执行写操作 主控器发送完起始条件和从地址字节后 CAT1161/2 对总线进行监控 当它的地址与发送来的从地址 相匹配时做出应答 在 SDA 线上 然后 CAT1161/2 根据 R/ W 位的值决定执行读或写操作 图 5 应答时序 图 6 从控器地址位 应答 一次数据成功传输后 每个接收器都必须产生一个应答信号 应答器件在第 9 个时钟周期将 SDA 线拉 低 表明它已接收完 8 位的数据 在接收完起始条件和从控器地址后 CAT1161/2 产生一个应答信号 若 CAT1161/2 被选中且执行的是 写操作 则在每接收完一个 8 位的字节都产生应答信号 当 CAT1161/2 开始一次读操作时 发送 8 位的数据并监控数据线 等待应答 一旦接收到应答信号 CAT1161/2 继续发送下一个数据 如果主控器不产生应答 CAT1161/2 器件将停止数据传输 等待停止条 件的到来 写操作 字节写 在字节写模式下 主控器将起始条件和从地址信息 R/ W 位为 0 发送给从器件 接收到从器件应答 后 主控器再把要写入的 8 位地址发送给 CAT1161/2 的地址指针 应答信号产生后 主控器发送要写入的 指定存储单元的内容 CAT1161/2 再产生一次应答 主控器发送停止条件 这样 器件就开始一次对非易 失性存储器的内部编程周期 在该周期内 器件不会对主控器的请求做出应答 图 7 字节写时序 8 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 页写 利用页写操作 在一个写周期内可向 CAT1161/2 写入 16 字节的数据 页写操作的起动与字节写相同 但第一个字节写入后 页写操作并未结束 而是允许主控器继续另外发送 15 个字节 主控器每发送完 1 个 字节 CAT1161/2 就产生一次应答 地址低位增加 地址高位保持不变 如果在停止条件发送前 主控器发送的数据多于 16 字节 地址计数器 循环返回 以前的数据将被 覆盖 器件接收完 16 字节的数据后 主控器产生停止条件 开始内部编程周期 这样 在一个写周期内 所 有接收到的数据都写入 CAT1161/2 图 8 页写时序 应答查询 利用典型的写周期可禁止输入 一旦产生标志着主控器写操作结束的停止条件 CAT1161/2 就起动其 内部写周期 ACK 查询操作也立即起动 该查询过程包括写操作的起始条件的发布 此起始条件后面跟随 着从器件地址 只要 CAT1161/2 在执行写操作 就不返回 ACK 信号 一旦写操作结束 返回 ACK 信号 主控器可进行下一次的读或写操作 写保护 写保护特性允许用户对存储器进行保护 禁止对非易失性存储器阵列的编程 如果 WP 管脚与 VCC 相 连 整个存储阵列被保护 只可对其进行读操作 这时 CAT1161/2 可以接收从地址和字节地址 但是禁 止对存储单元的访问 通过在接收完第 1 个字节后器件不发送应答信号来实现 读操作 除 R/ W 位为 1 外 CAT1161/2 读操作的起动与写操作完全一样 读操作包含 3 种方式 立即/当前地 址读 选择/随机读和连续读 立即/当前地址读 CAT1161/2 地址计数器指向最后访问的字节的地址 其值逐次递增 换句话说 如果最后一次读或写 访问的是地址 N 则接下来的立即读就从地址 N+1 开始 对所有的器件来说 N=E=2.047 地址计数器将 重新循环返回到地址 0 并不断对 16K 器件指定的有效数据进行访问 当 CAT1161/2 接收到与之相匹配的 地址信息时 R/ W 位为 1 产生应答 发送 8 位的字节请求 这个过程中主控器不发送应答信号 但产 生停止条件 9 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 图 9 立即地址读时序 选择/随机读 选择/随机读操作允许主控器选择任意存储单元进行读操作 主控器先执行一个 假 写操作 发送起 始条件和要读取的存储单元的地址 接收到 CAT1161/2 的应答后 主控器再次发送起始条件和从地址 这 次 R/ W 位为 1 然后 CAT1161/2 做出应答 并发送 8 位的字节请求 这个过程中主控器不发送应答信号 但产生停止条件 图 10 选择读时序 连续读 连续读操作可由立即地址读或选择读操作来起动 在 CAT1161/2 发送完第 1 个 8 位字节请求后 主控 器将产生一个应答来通知器件它需要更多的数据 这样 每产生一次应答 CAT1161/2 就输出一个 8 位的 字节数据 直至停止条件的到来 由 CAT1161/2 发送的数据将以地址 N 地址 N+1 的方式连续输出 读操作地址计数器中的 CAT1161/2 所有地址位都可增加 以便于将整个存储阵列的内容在一次操作中全部读出 如果读出的数据字节数大于 E CAT1161/162 中 E 的取值为 2074 计数器将 循环返回 继续锁定下一个数据字节 图 11 连续读时序 10 广州周立功单片机发展有限公司 Tel 020 38730976 38730977 Fax 38730925 http //www.zlgmcu.com 定购信息 11

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