概述：CAT1161是CATALYST公司生產(chǎn)的EPROM存儲(chǔ)器芯片，雙列直插8腳封裝。

CAT1161實(shí)物外觀圖


該芯片有以下特點(diǎn)
1.看門狗功能
2.400kHz I2C bus compatible
2.7V to 6.0V operation
3.Low power CMOS technology
16-Byte page write buffer
4.Built-in inadvertent write protection
— VCC lock out
— Write protect pin, WP
5.Active high or low reset
— Precision power supply voltage monitor
— 5V, 3.3V and 3V systems
— Five threshold voltage options

6.1,000,000 Program/Erase cycles
Manual Reset
7.100 Year data retention
8.8-pin DIP or 8-pin SOIC
9.Commercial and industrial temperature ranges

CAT1161引腳功能圖


CAT1161內(nèi)部方框圖


CAT1161詳細(xì)講解：
CAT1161內(nèi)部有16K位的EEPROM(2048字節(jié))，適用于一些數(shù)據(jù)量不大但需永久保存的場(chǎng)合。內(nèi)部存儲(chǔ)器采用I2C總線接口，與24C16的性能完全相同。I2C總線的特性與操作如下：
I2C總線協(xié)議
IIC總線協(xié)議定義了以下特性：
(1)只能在總線空閑時(shí)起動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
(2)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有變化。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線上的跳變看作總線的起始或停止條件。時(shí)鐘線為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)線允許發(fā)生變化。

起始條件
起始條件在所有命令執(zhí)行之前產(chǎn)生，當(dāng)SCL處于高電平時(shí)，SDA從高到低的跳變定義為起始條件。CAT1161監(jiān)視SDA和SCL線，在起始條件沒有被滿足之前不會(huì)做出響應(yīng)。
停止條件
當(dāng)SCL處于高電平時(shí)，SDA從低到高的跳變定義為停止條件，一旦停止條件產(chǎn)生，所有操作停止。
起始條件和停止條件由主器件產(chǎn)生，起始條件之后，總線被認(rèn)為處于忙狀態(tài)，停止條件后?？偩€被認(rèn)為處于閑狀態(tài)。下圖是起始條件和停止條件的時(shí)序圖。


器件尋址
CAT1161內(nèi)部有16K位的EEPROM，即2048字節(jié)，I2C總線使用以下方法進(jìn)行訪問。
主器件發(fā)送起始條件后，接著再發(fā)送請(qǐng)求訪問的從器件地址，8位從器件地址的高4位固定為1010，接下來(lái)的3位(表2中A10—A8)定義存儲(chǔ)器的地址，對(duì)于CAT1161來(lái)說(shuō)這3位為高地址位，從器件地址的最后1位(最低位)用來(lái)指定執(zhí)行的是寫還是讀操作，這一位為1時(shí)執(zhí)行讀操作，為0時(shí)執(zhí)行寫操作。主器件發(fā)送完起始條件和從器件地址字節(jié)后，CAT1161對(duì)總線進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)它的地址與發(fā)送來(lái)的從地址相匹配時(shí)做出應(yīng)答，拉低SDA線，然后CATl161根據(jù)R／W一位的值決定執(zhí)行讀還是寫操作。下一字節(jié)為低8位地址，高3位和低8位組成的11位地址剛好尋址2048字節(jié)單元。

應(yīng)答
一次數(shù)據(jù)成功傳輸后，每個(gè)接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。應(yīng)答器件在第9個(gè)時(shí)鐘周期將SDA線拉低。表明它已接收完8位數(shù)據(jù)。在接收完起始條件和從器件地址后，CATl 161產(chǎn)生 一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。若CAT1161被選中且執(zhí)行的是寫操作，則每接收完一個(gè)字節(jié)都產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)CAT1161開始一次讀操作時(shí)，每發(fā)送8位數(shù)據(jù)后監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)線，等待應(yīng)答，一旦接收到應(yīng)答信號(hào)，CATl 161繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)，如果主控器不產(chǎn)生應(yīng)答，CAT1161器件將停止數(shù)據(jù)傳輸，等待停止條件的到來(lái)。圖4為應(yīng)答時(shí)序圖。

寫操作
CAT1161的寫操作有2種：字節(jié)寫和頁(yè)面寫。
字節(jié)寫：每次在指定位置寫入1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(高位在前)。首先主器件向CAT1161發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址(最低位置0)之后，然后等待應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)來(lái)到之后發(fā)送地址的低字節(jié)，用以指定數(shù)據(jù)寫到哪一個(gè)地址單元中，然后再次等待應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)到來(lái)之后立即發(fā)送待寫入的數(shù)據(jù)，當(dāng)此次的應(yīng)答信號(hào)來(lái)到之后發(fā)送停止信號(hào)。CAT1161進(jìn)入寫周期。在寫周期內(nèi)，CAT1161不響應(yīng)任何操作。圖5是字節(jié)寫的時(shí)序圖。
頁(yè)寫：頁(yè)寫和字節(jié)寫操作很類似，只是主器件在完成靠前次數(shù)據(jù)傳送之后，不發(fā)送停止信號(hào)，而是繼續(xù)發(fā)送待寫入的數(shù)據(jù)。在每一個(gè)數(shù)據(jù)被寫入之后，CAT1161都會(huì)發(fā)送出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，主器件接收到這個(gè)應(yīng)答信號(hào)之后即可進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)全部數(shù)據(jù)傳送完成之后，再發(fā)送停止條件，結(jié)束整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程。CAT1161支持16字節(jié)的頁(yè)寫。圖6是頁(yè)寫的時(shí)序圖。



各引腳功能詳細(xì)解釋
WP-寫保護(hù)

若該管腳與VCC相連，則整個(gè)存儲(chǔ)器陣列進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)，只能讀。當(dāng)管腳與GND相連或懸空時(shí)，可以對(duì)器件進(jìn)行正常的讀／寫操作。RESET、RESET：復(fù)位I／O它們是開漏輸出結(jié)構(gòu)，作為復(fù)位觸發(fā)輸入端，一旦在這兩個(gè)管腳上產(chǎn)生復(fù)位條件，器件起動(dòng)工作，并將復(fù)位條件維持約200rns。RESET腳必須通過(guò)一個(gè)下拉電阻連接。而RESET必須通過(guò)一個(gè)上拉電阻連接。

SDA：串行數(shù)據(jù)

FC雙向串行數(shù)據(jù)管腳，用于發(fā)送器件數(shù)據(jù)或從器件外接收數(shù)據(jù)。SDA管腳是開漏輸出結(jié)構(gòu)，可與其它開漏極或集電極開路輸出進(jìn)行線或。如果在1.6S之內(nèi)SDA線上無(wú)數(shù)據(jù)傳輸，看門狗定時(shí)器溢出。

SCL：串行時(shí)鐘

I2C串行時(shí)鐘輸入，串行時(shí)鐘由主器件提供，一般為單片機(jī)。

與單片機(jī)的連接
CAT1161采用I2C總線結(jié)構(gòu)，與單片機(jī)連接較簡(jiǎn)單。對(duì)于高電平復(fù)位有效的單片機(jī)，將CAT1161的7腳通過(guò)一個(gè)10K的電阻下拉到地，然后連接至單片機(jī)復(fù)位引腳，圖
中所示為AT89S52的9腳。

對(duì)于低電平復(fù)位有效的單片機(jī)，將2腳通過(guò)一個(gè)10K的電阻上拉至電源，然后連接至復(fù)位引腳即可。I2C總線結(jié)構(gòu)的EEPROM存儲(chǔ)器通過(guò)SDA和SCL線進(jìn)行尋址讀寫，由于AT89S52的P1口內(nèi)部帶弱上拉，SDA和SCL線上沒有接上拉電 阻，如果單片機(jī)的IO口沒有上拉電阻，必須外接上拉電阻，兩個(gè)上拉電阻一般選4K7或10k。


電源的監(jiān)控和復(fù)位
CAT1161精確復(fù)位控制器可以保證在掉電條件和電壓上升／下降條件下系統(tǒng)工作的正確性。復(fù)位配置成開漏輸出，電壓上升時(shí)，RESET輸出高電平復(fù)位信號(hào)，直至VCC上升到門檻值VTH后大約200ms，之后器件停止驅(qū)動(dòng)復(fù)位輸出端。這時(shí)，復(fù)位輸出端被各自的上拉／下拉電阻將電平拉高／低。在電源掉電時(shí)，VCC下降到VTH值后，RESET端將產(chǎn)生有效輸出，只要VCC>1．0V，RESET將一直保持有效RESET。復(fù)位管腳是一個(gè)I／O口，因此，CATll61可作為一個(gè)信號(hào)條件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)外部手動(dòng)復(fù)位。管腳作為輸入口使用時(shí)，復(fù)位信號(hào)為邊沿觸發(fā)，也就是說(shuō)當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)由低到高的跳變時(shí)，CAT1161的RESET輸入就觸發(fā)一次復(fù)位，同樣，在檢測(cè)到一個(gè)由高到低的跳變時(shí)，／RESET輸入觸發(fā)一次復(fù)位。

CAT1161具有5個(gè)復(fù)位門檻電壓，分另0為4．50～4．75V、4．25～4．50V、3．00—3．15V、2．85～3．00V和2．55—270V。對(duì)應(yīng)型號(hào)分別為CATl161—45、CAT1161—42、CAT1161—30、1161—28、CAT1l61—25，支持5V、3．3V和3V的系統(tǒng)。通常5V系統(tǒng)可選4．50—4．75V復(fù)位門檻電壓的芯片。

看門狗功能
看門狗定時(shí)器為微控制器提供了一種特別的保護(hù)。如果系統(tǒng)運(yùn)行失敗，1．6秒之內(nèi)無(wú)喂看門狗操作，CAT1l61就產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。CAT1161在SDA輸入端連接看門狗定時(shí)器，如果在1．6秒內(nèi)微控制器沒有使SDA管腳電平翻轉(zhuǎn)，看門狗定時(shí)器將會(huì)溢出，使復(fù)位輸出端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。SDA線上的任何跳變都將使看門狗定時(shí)器清零，在復(fù)位信號(hào)有效期間，看門狗定時(shí)器停止計(jì)數(shù)，保持清零狀態(tài)。

IIC與EEPROM
CAT1161內(nèi)部有16K位的EEPROM(2048字節(jié))，適用于一些數(shù)據(jù)量不大但需永久保存的場(chǎng)合。內(nèi)部存儲(chǔ)器采用I2C總線接口，與24C16的性能完全相同。I2C總線的特性與操作如下：

l2C總線協(xié)議
FC總線協(xié)議定義了以下特性：
(1)只能在總線空閑時(shí)起動(dòng)數(shù)
據(jù)傳輸。
(2)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有變化。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線上的跳變看作總線的起始或停止條件。時(shí)鐘線為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)線允許發(fā)生變化。
起始條件
起始條件在所有命令執(zhí)行之前產(chǎn)生，當(dāng)SCL處于高電平時(shí)，SDA從高到低的跳變定義為起始條件。CAT1161監(jiān)視SDA和SCL線，在起始條件沒有被滿足之前不會(huì)做出響應(yīng)。
停止條件
當(dāng)SCL處于高電平時(shí)，SDA從低到高的跳變定義為停止條件，一旦停止條件產(chǎn)生，所有操作停止。
起始條件和停止條件由主器件產(chǎn)生，起始條件之后，總線被認(rèn)為處于忙狀態(tài)，停止條件后?？偩€被認(rèn)為處于閑狀態(tài)。左圖為起始條件和停止條件的時(shí)序圖。

器件尋址
CAT1161內(nèi)部有16K位的EEPROM，即2048字節(jié)，I2C總線使用以下方法進(jìn)行訪問。
主器件發(fā)送起始條件后，接著再發(fā)送請(qǐng)求訪問的從器件地址，8位從器件地址的高4位固定為1010，接下來(lái)的3位(表2中A10—A8)定義存儲(chǔ)器的地址，對(duì)于CAT1161來(lái)說(shuō)這3位為高地址位，從器件地址的最后1位(最低位)用來(lái)指定執(zhí)行的是寫還是讀操作，這一位為1時(shí)執(zhí)行讀操作，為0時(shí)執(zhí)行寫操作。主器件發(fā)送完起始條件和從器件地址字節(jié)后，CAT1161對(duì)總線進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)它的地址與發(fā)送來(lái)的從地址相匹配時(shí)做出應(yīng)答，拉低SDA線，然后CATl 161根據(jù)R／W一位的值決定執(zhí)行讀還是寫操作。下一字節(jié)為低8位地址，高3位和低8位組成的11位地址剛好尋址2048字節(jié)單元。

應(yīng)答
一次數(shù)據(jù)成功傳輸后，每個(gè)接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。應(yīng)答器件在第9個(gè)時(shí)鐘周期將SDA線拉低。表明它已接收完8位數(shù)據(jù)。在接收完起始條件和從器件地址后，CATl 161產(chǎn)生 一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。若CAT1161被選中且執(zhí)行的是寫操作，則每接收完一個(gè)字節(jié)都產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)CAT1161開始一次讀操作時(shí)，每發(fā)送8位數(shù)據(jù)后監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)線，等待應(yīng)答，一旦接收到應(yīng)答信號(hào)，CATl 161繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)，如果主控器不產(chǎn)生應(yīng)答，CAT1161器件將停止數(shù)據(jù)傳輸，等待停止條件的到來(lái)。圖4為應(yīng)答時(shí)序圖。
寫操作CAT1161的寫操作有2種：字節(jié)寫和頁(yè)面寫。

字節(jié)寫：每次在指定位置寫入1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(高位在前)。首先主器件向CAT1161發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址(最低位置0)之后，然后等待應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)來(lái)到之后發(fā)送地址的低字節(jié)，用以指定數(shù)據(jù)寫到哪一個(gè)地址單元中，然后再次等待應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)到來(lái)之后立即發(fā)送待寫入的數(shù)據(jù)，當(dāng)此次的應(yīng)答信號(hào)來(lái)到之后發(fā)送停止信號(hào)。CAT1161進(jìn)入寫周期。在寫周期內(nèi)，CAT1161不響應(yīng)任何操作。圖5是字節(jié)寫的時(shí)序圖。 [Page]
頁(yè)寫：頁(yè)寫和字節(jié)寫操作很類似，只是主器件在完成靠前次數(shù)據(jù)傳送之后，不發(fā)送停止信號(hào)，而是繼續(xù)發(fā)送待寫入的數(shù)據(jù)。在每一個(gè)數(shù)據(jù)被寫入之后，CAT1161都會(huì)發(fā)送出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，主器件接收到這個(gè)應(yīng)答信號(hào)之后即可進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)全部數(shù)據(jù)傳送完成之后，再發(fā)送停止條件，結(jié)束整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程。CAT1161支持16字節(jié)的頁(yè)寫。圖6是頁(yè)寫的時(shí)序圖。

寫保護(hù)
寫保護(hù)特性允許用戶對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保護(hù)，禁止對(duì)非易失性存儲(chǔ)器陣列的編程。如果WP管腳與VCC相連，整個(gè)存儲(chǔ)陣列被保護(hù)，只可對(duì)其進(jìn)行讀操作。此時(shí)CAT1161可以接收從地址和字節(jié)地址，在接收完第1個(gè)字節(jié)后，器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)禁止對(duì)存儲(chǔ)單元的編程。
讀操作
除R／W位為1外，CAT1161讀操作的起動(dòng)與寫操作完全一樣。讀操作包含3種方式：立即／當(dāng)前地址讀、選擇／指定位置讀和連續(xù)讀。
立即／當(dāng)前地址讀
立即／當(dāng)前地址讀一般是和其它2種讀操作結(jié)合起來(lái)使用。CAT1161芯片內(nèi)部有1個(gè)地址計(jì)數(shù)器，它會(huì)保留接收到的最后1個(gè)地址并且自動(dòng)加1，所以當(dāng)使用當(dāng)前地址讀時(shí)，芯片讀出的是前1個(gè)寫入地址的下一個(gè)地址。當(dāng)前 地址讀的操作步驟如下：發(fā)送起始信號(hào)和對(duì)應(yīng)的從器件地址(最低位為1，表示讀)，在收到應(yīng)答信號(hào)之后就可以開始接收數(shù)據(jù)，接收完數(shù)據(jù)后不應(yīng)答，再發(fā)送一個(gè)停止條件。圖7為立即／當(dāng)前地址讀的時(shí)序圖。

選擇，指定位置讀
選擇／指定位置讀是指定1個(gè)需要讀取的地址單元，對(duì)其進(jìn)行讀取。其操作步驟是首先給出1個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，然后給出從器件地址(最低位為O，表示寫)，在接收到應(yīng)答信號(hào)之后發(fā)送1個(gè)指定的器件內(nèi)部地址(地址低8位)，然后等待應(yīng)答，當(dāng)應(yīng)答到來(lái)的時(shí)候不發(fā)送停止信號(hào)而是發(fā)送1個(gè)啟動(dòng)信號(hào)和1個(gè)從器件地址(最低位為1，表示讀)。當(dāng)收到應(yīng)答信號(hào)時(shí)，就可以接收到需要讀取位置的字節(jié)數(shù)據(jù)，接收完成之后發(fā)送1個(gè)停止信號(hào)。圖8為選擇\旨定位置讀的時(shí)序圖。

連續(xù)讀
連續(xù)讀可以由選擇讀或者當(dāng)前地址讀起動(dòng)。接收器件收到1個(gè)數(shù)據(jù)之后，不發(fā)送停止信號(hào)，而是發(fā)送1個(gè)應(yīng)答信號(hào)．以示需要更多的數(shù)據(jù)。
CAT1161接收到這個(gè)應(yīng)答信號(hào)之后，自動(dòng)把地址加1，然后繼續(xù)發(fā)送該地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直到接收器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，而是1個(gè)停止信號(hào)。需要注意的是，CAT1161在沒有接收到應(yīng)答信號(hào)而是接收到一個(gè)停止信號(hào)之后，就立即停止向外部送數(shù)據(jù)。連續(xù)讀過(guò)程中，當(dāng)?shù)刂酚?jì)數(shù)器的值超過(guò)了器件的最大地址之后(2047)。會(huì)自動(dòng)溢出，從最低地址開始送數(shù)據(jù)。圖9為連續(xù)讀的時(shí)序圖。
I2C總線程序設(shè)計(jì)
在編寫程序訪問I2C總線器件時(shí)，必須嚴(yán)格按照總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，具體可參閱各器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)。有的單片機(jī)內(nèi)部帶I2C總線接口，沒有I2c總線接口的單片機(jī)可以使用模擬方法實(shí)現(xiàn)。有需要模擬FC總線讀寫程序者可與我聯(lián)系，郵箱為：hu8848@sina.com胡曉華