EEPROM: všetko, čo potrebujete vedieť o tejto pamäti

Ak ste výrobca a robíte nejaké DIY projekty, v ktorých musíte pracovať s pamäťou, určite už viete, ako fungujú rôzne pamäte, ktoré integruje Arduino, napríklad flash (energeticky nezávislé, kde sú uložené skice a bootloader), SRAM (rýchla a nestála pamäť, kde počas spracovania zostávajú programové premenné) a EEPROM (neprchavé a možno ich použiť na ukladanie informácií o reštarte).

Okrem EEPROM zahrnutej v Arduine môžete použiť aj externé čipy tento druh pamätiAko ešte jedna zložka. Nie je komplikované ich pochopiť, ani s nimi komunikovať, aby generovali prístupy (zápis a čítanie) alebo aktualizácie uložených informácií. Tu nájdete všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste mohli začať pracovať s týmito typmi spomienok ...

Čo je to EEPROM?

EEPROM STMicroelectronics

La EEPROM (elektricky vymazateľná programovateľná pamäť iba s červenou farbou) Je to typ pamäte ROM, to znamená energeticky nezávislá pamäť, do ktorej sa budú dáta trvale ukladať, a to aj po odpojení napájacieho zdroja. To ich stavia na druhú stranu RAM (Random Access Memory), ktorá stratí všetky svoje dáta, keď nie je napájaná.

V prípade EEPROM nejde o pamäť ako ROM, do ktorej sa zaznamenávajú údaje a nemožno ich už meniť. EEPROM, ako flash, pripúšťa, že je zmenený podľa potreby. To znamená, že niektoré údaje možno uložiť a vymazať, aby sa do nich mohli uložiť rôzne.

V skutočnosti, ako naznačujú jeho iniciály, ide o a elektricky vymazateľná pamäť (elektricky vymazateľný) na preprogramovanie. To sa líši od iných typov ROM, ktoré sú tiež vymazateľné ako EPROM, ale v tomto prípade sa na mazanie pamäťových buniek nepoužíva elektrina, namiesto toho mali na čipe kremenné „okienko“, aby bolo možné premietať UV svetlo. S ktoré bolo vymazané.

Táto vlastnosť EPROM to im bolo trochu nepríjemné, museli premietať tie lúče, aby ich vymazali. A čo je najhoršie, mohli by sa náhodne vymazať, ak by boli vystavení tomuto typu žiarenia. V EEPROM je povolené to robiť prostredníctvom napätia, pohodlnejším a bezpečnejším spôsobom.

Vnútorná štruktúra

Zdroj: Researchgate.net

Aby EEPROM fungovala, sú potrebné veľmi zvláštne pamäťové bunky. Sú zostavené pomocou tranzistorov typu MOS, ale majú plávajúcu bránu v porovnaní s tradičnými MOSFET. Tieto nové tranzistory majú štruktúru známu ako SAMOSa jeho normálny stav je prerušený a výstup bude vždy poskytovať logickú 1.

Tieto bunky EEPROM je možné načítať neobmedzene niekoľkokrát, avšak ich počet je obmedzený počet opakovaní, ktoré je možné vymazať a preprogramovať, ako sa to stáva mnohým ďalším. To sa stáva aj pri flash diskoch, a preto sa toľko hovorilo o odolnosti pevných diskov SSD, diskov pera atď.

V prípade SAMOS je tento limit medzi 100.000 1.000.000 a XNUMX XNUMX XNUMX krát. Potom zlyhajú. Mimochodom, niektoré štruktúry, ktoré vytvoril starý známy, jeden z velikánov: Dr. Fujio Masuoka z firmy Toshiba (1984), ktorý vytvoril aj ďalšie dôležité pamäte a polovodičové štruktúry ... Prvý čip uvedený na trh trh bol Intel od roku 1988, EEPROM typu NOR.

Okrem toho musíte vedieť, že tento typ pamäte je zvyčajne prepojený s procesormi alebo radičmi autobus s protokolmi ako SPI, I2C, atď. V prípade MCU (mikrokontrolérov) je zvyčajne integrovaný dovnútra, ako v niektorých DSP, aby sa dosiahla vyššia rýchlosť.

Ako je vidieť na obrázku vyššie, Tranzistory SAMOS ktoré tvoria pamäťové bunky, sú v takom prípade zoskupené do párov. Jedna z liniek pripojených k bránam niektorých tranzistorov slúži ako linka voľby na označenie alebo signalizáciu tejto linky pre prístup (čítanie a zápis) a druhá bude linka, ktorá uchováva informačný bit (0 alebo 1).

Tranzistory sú zarovnané tak, aby vytvorili požadované dĺžky slov (4-bitové, 8-bitové, 16-bitové, ...) a toľko slov, koľko kapacita chcete mať EEPROM (napr .: môže existovať 64-bitová dĺžka slova a so 16 riadkami = 1024 bitov, to znamená 1 kB).

Ako funguje EERPOM?

Ako vidíte na boku, predvádzať rôzne úlohy, napätie vašej brány, zdroja a odtoku musí byť konkrétne:

Dvere pri 20 V a odtok pri 20 V = programovanie (zápis) do pamäťovej bunky na uloženie požadovaného bitu.
Dvere pri 0 V a odtok pri 20 V = vyčistiť uložený bit, aby ho bolo možné preprogramovať na inú hodnotu.
Brána pri 5v a odtok pri 5v = prečítať uložený bit. Pretože hradlové napätie je nižšie ako napätie pri zápise, uložená hodnota sa nezmení. To isté sa stane s nízkym odtokovým napätím, uložený bit sa nevymaže.

Záver, EEPROM používa niekoľko napätia „Vysoká“ na mazanie a zápis, zatiaľ čo na čítanie sa používa nižšie napätie ...

Kúpte si EEPROM a pracujte s ním

STMicroelectronics, francúzsky výrobca mikroelektroniky, je v tomto type čipov EEPROM číslo jedna, aj keď existuje veľa ďalších výrobcov, napríklad Microchip. Tieto čipy sú zvyčajne dosť lacné.

Ak sa rozhodnete použite jeden z týchto čipov, mali by ste vidieť výrobcu a model a hľadať ich dátový hárok prečítať si všetky odporúčania výrobcu, pretože sa môžu líšiť od prípadu k prípadu. Napríklad určia napätia, s ktorými pracuje, pinout, atď. Môžete tak správne nakonfigurovať svoj projekt.

V závislosti od veľkosti a modelu môže mať viac alebo menej borovica. Pre predstavu, typický IC čip 24LC512 EEPROM môže pozostávať z:

Kolíky 1 (A0), 2 (A1) a 3 (A3) použité v konfigurácii sú výberové kolíky.
Pin 4 (Vss / GND) pripojený k zemi.
Pin 5 (SDA), pre sériové dáta pre komunikáciu I2C.
Pin 6 (SCL), pre hodiny I2C.
Pin 7 (WP), ochrana proti zápisu alebo ochrana proti zápisu. Ak je pripojený k GND, zápis bude povolený. Ak sa pripája k Vcc, je deaktivované.
Pin 8 (Vcc), pripojený k napájaniu.

Vzhľadom k tomu, Technické špecifikácie tohto čipu:

512K (64 8 × XNUMX XNUMX)
128-bajtová vyrovnávacia pamäť pre zápis
Prevádzkové napätie: 1.8 V až 5.5 V
Čítací prúd: 40uA
Komunikačná zbernica: I2C
Cyklus zápisu: 5 ms
Kompatibilita hodín: 100-400 kHz
Trvanlivosť: 10.000.000 XNUMX XNUMX cyklov
Je možné kaskádovať až 8 zariadení
Balenie: 8-pólový DIP, SOIJ, SOIC a TSSOP.

Kde kúpiť

na kúpiť čipy EEPROM, môžete sa pozrieť na tieto odporúčania:

95040Kb ST 4 sériové SPI
Nenašli sa žiadne produkty.
Nenašli sa žiadne produkty.
Nenašli sa žiadne produkty.
ST 24LC256 sériové I2C 256 kB
Nenašli sa žiadne produkty.

Používanie Arduino EEPROM

Ak chcete začať pracovať s EEPROM, môžete vyskúšať aj ten na vašej doske Arduino. Môže byť naprogramovaný jednoduchým spôsobom tak, aby pochopil, na logickej a programovej úrovni, ako to môže fungovať.

Príklad na uloženie premennej

//Almacenar un valor en la EEPROM
#include <EEPROM.h>
 
float sensorValue;
int eepromaddress = 0;
 
//Función para simular lectura de un sensor o pin
float ReadSensor()
{
  return 10.0f;
}
 
void setup()
{
}
 
void loop()
{
  sensorValue = ReadSensor(); //Lectura simulada del valor
  EEPROM.put( eepromaddress, sensorValue );  //Escritura del valor en la EEPROM
  eepromaddress += sizeof(float);  //Apuntar a la siguiente posición a escribir
  if(eepromaddress >= EEPROM.length()) eepromaddress = 0;  //Comprueba que no existe desbordamiento 
 
  delay(30000); //Espera 30s
}

Príklad na čítanie údajov z EEPROM

//Leer una variable de coma flotante
#include <EEPROM.h>
 
struct MyStruct{
  float field1;
  byte field2;
  char name[10];
};
 
void setup(){
  
  float f;
  int eepromaddress = 0; //La lectura comienza desde la dirección 0 de la EEPROM    
  EEPROM.get( eepromaddress, f );
  Serial.print( "Dato leído: " );
  Serial.println( f, 3 );  
 
  eepromaddress += sizeof(float);
}
 
void loop()
{
}

Príklad na aktualizáciu hodnôt, preplánovanie

//Actualizar valor de la EEPROM escribiendo el dato entrante por la A0
#include <EEPROM.h>
 
int eepromaddress = 0;
 
void setup()
{
}
 
void loop()
{
   int val = analogRead(0) / 4;
   EEPROM.update(eepromaddress, val);
  
  eepromaddress += sizeof(int);
  if(address == EEPROM.length()) eepromaddress = 0;
 
  delay(10000);  //Espera de 10 segundos
}

Viac informácií - Kurz Arduino zadarmo

Hardwarelibre