## 1. 描述
24C02/04/08/16/32/64是电可擦除PROM,分别采用256/512/1024/2048/4096/8192×8-bit的组织结构以及两线串行接口。电压可允许低至1.8V,待机电流和工作电流分别为1μA和1mA。24C02/04/08/16/32/64具有页写能力,每页分别为8/16/16/16/32/32字节。24C02/04/08/16/32/64具有8-pin PDIP和8-pin SOP和5-pin SOT 23-5三种封装形式
## 2. 特点
- 宽范围的工作电压1.8V\~5.5V
- 低电压技术
- 1mA典型工作电流
- 1μA 典型待机电流
\- 存储器组织结构
- 24C02, 256 X 8 (2K bits)
- 24C04, 512 X 8 (4K bits)
- 24C08, 1024 X 8 (8K bits)
- 24C16, 2048 X 8 (16K bits)
- 24C32, 4096 X 8 (32K bits)
- 24C64, 8192 X 8 (64K bits)
- 2线串行接口,完全兼容I²C总线
- I²C时钟频率为1 MHz (5V), 400 kHz (1.8V, 2.5V, 2.7V)
- 施密特触发输入噪声抑制
- 硬件数据写保护
- 内部写周期 (最大5 ms)
- 可按字节写
- 页写:8字节页(24C02),16字节页(24C04/08/16),32字节页(24C32/64)
- 可按字节,随机和序列读
- 自动递增地址
- ESD保护大于2.5kV
- 高可靠性
- 擦写寿命:100万次
- 数据保持时间:100年
- 8-pin DIP和8-pin SOP封装
- 无铅工艺,符合RoHS标准
## 3. 应用领域
- 智能仪器仪表
- 计算机 笔记本电脑
- 工业控制
- 汽车电子
- 家用电器
- 通信设备
引脚排列
封装:5L SOT-23-5

封装: SOP-8

(顶视图)
5. 框图

flowchart
```mermaid
graph TD
WP["WP"] --> SERIAL["SERIAL CONTROL LOGIC"]
SCL["SCL"] --> START["START STOP LOGIC"]
SDA["SDA"] --> START
START --> SERIAL
SERIAL -->|"EN"| HIGH["HIGH VOLTAGE PUMP/TIMING"]
HIGH --> DATA_RECOVERY["DATA RECOVERY"]
DATA_RECOVERY --> EEPROM["EEPROM"]
DATA_RECOVERY --> X_Decoder["X DECODER"]
XDecoder["X Decoder"] --> EEPROM
DATA_Word["DATA WORD ADDRESS COUNTER"] --> Y_Decoder["Y DECODER"]
YDecoder["Y Decoder"] --> EEPROM
EEPROM --> SERIAL_MUX["SERIAL MUX"]
SERIAL_MUX --> DOUT["DOUT/ACKNOWLEDGE"]
DOUT -->|"DIN"| SERIAL
SERIAL -->|"COMP"| DEVICE["DEVICE ADDRESS COMPARATOR"]
DEVICE -->|"LOAD"| SERIAL
DEVICE -->|"LOAD"| DATA
DATA -->|"LOAD"| SERIAL
SERIAL -->|"LOAD"| DATA
DATA -->|"LOAD"| DEVICE
DEVICE -->|"LOAD"| SERIAL
SERIAL -->|"LOAD"| DATA
DATA -->|"LOAD"| DEVICE
DATA -->|"LOAD"| SERIAL
SERIAL -->|"LOAD"| DATA
DATA -->|"LOAD"| SERIAL
SERIAL -->|"LOAD"| DATA
DATA -->|"LOAD"| SERIAL
```
图1 框图
## 6. 最大额定参数
(超出最大额定参数可能会导致器件损坏)
| 参数 | 符号 | 值 | 单位 |
| 直流供电电压 | $V_{CC}$ | -0.3 ~ +6.5 | V |
| 直流输入电压 | $V_{IN}$ | -0.3 ~ $V_{CC}$ +0.3 | V |
| 直流输出电压 | $V_{OUT}$ | -0.3 ~ $V_{CC}$ +0.3 | V |
| 存储温度 | $T_{STG}$ | -65 ~ +150 | °C |
| ESD电压(人体模型) | $V_{ESD}$ | 2500 | V |
| ESD电压(机器模型) | 200 | V |
## 推荐工作条件
(7)应在推荐工作条件下实现功能)
| 参数 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
| 直流供电电压 | $V_{CC}$ | 1.8 | 5.5 | V |
| 工作温度 | $T_{A}$ | -40 | +85 | °C |
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## 8. 引脚电容
(条件: $T_{A}=25^{\circ}C$ , f=1.0 MHz, $V_{CC}=+1.8V$ )
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
| 输入/输出电容(SDA) | $C_{I/O}$ | $V_{I/O} = 0V$ | | 8 | pF |
| 输入电容(A0, A1, A2, SCL) | $C_{IN}$ | $V_{IN} = 0V$ | | 6 | pF |
## 9. 直流电气特性
(条件: $T_{A}=0^{\circ}C\sim+70^{\circ}C,V_{CC}=+1.8V\sim+5.5V$ ,除非另有注释)
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 供电电流 | $I_{CC}$ | $V_{CC}=5V$ | 100kHz读 | | 0.4 | 1.0 | mA |
| 100kHz写 | | 2.0 | 3.0 | mA |
| 待机电流 | $I_{SB}$ | $V_{IN}=V_{CC}$ 或GND | | | 1.0 | μA |
| 输入漏电流 | $I_{LI}$ | $V_{IN}=V_{CC}$ 或GND | | | 3.0 | μA |
| 输出漏电流 | $I_{LO}$ | $V_{OUT}=V_{CC}$ 或GND | | 0.05 | 3.0 | μA |
| 输入低电平电压 | $V_{IL}$ | | -0.6 | | $V_{CC} \times 0.3$ | V |
| 输入高电平电压 | $V_{IH}$ | | $V_{CC} \times 0.7$ | | $V_{CC}+0.5$ | V |
| 输出低电平电压 | $V_{OL3}$ | $V_{CC}=5.0V, I_{OL}=3.0mA$ | | | 0.4 | V |
| $V_{OL2}$ | $V_{CC}=3.0V, I_{OL}=2.1mA$ | | | 0.4 | V |
| $V_{OL1}$ | $V_{CC}=1.8V, I_{OL}=0.15mA$ | | | 0.2 | V |
## 10. 交流电气特性
(条件: $T_{A}=0^{\circ}C\sim+70^{\circ}C,V_{CC}=+1.8V\sim+5.5V,C_{L}=100pF$ ,除非另有注释)
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 时钟频率, SCL | $f_{SCL}$ | $V_{CC}=1.8V$ | | | 400 | kHz |
| $V_{CC}=5V$ | | | 1000 |
| 时钟低电平宽度 | $t_{LOW}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 1.2 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.6 | | |
| 时钟高电平宽度 | $t_{HIGH}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 0.6 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.4 | | |
| 噪声消除时间 | $t_{I}$ | $V_{CC}=1.8V$ | | | 50 | ns |
| $V_{CC}=5V$ | | | 40 |
| 时钟下降沿到数据有效输出间隔时间 | $t_{AA}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 0.05 | | 0.9 | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.05 | | 0.55 |
| 总线释放时间 | $t_{BUF}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 1.2 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.5 | | |
## 交流电气特性
## 10. (续)
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 起始条件保持时间 | $t_{HD.STA}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 0.6 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.25 | | |
| 起始条件建立时间 | $t_{SU.STA}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 0.6 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.25 | | |
| 数据输入保持时间 | $t_{HD.DAT}$ | | 0 | | | μs |
| 数据输入建立时间 | $t_{SU.DAT}$ | | 100 | | | ns |
| 输入上升时间 | $t_R$ | | | | 300 | ns |
| 输入下降时间 | $t_F$ | $V_{CC}=1.8V$ | | | 300 | ns |
| $V_{CC}=5V$ | | | 100 |
| 停止条件建立时间 | $t_{SU.STO}$ | $V_{CC}=1.8V$ | 0.6 | | | μs |
| $V_{CC}=5V$ | 0.25 | | |
| 数据输出保持时间 | $t_{DH}$ | | 50 | | | ns |
| 写周期 | $t_{WR}$ | | | | 5 | ms |

flowchart
```mermaid
graph LR
subgraph SCL
SCL -->|tF| SCL
SCL -->|tLOW| SCL
SCL -->|tHIGH| SCL
SCL -->|tLOW| SCL
SCL -->|tR| SCL
end
subgraph SDA_IN
SDA_IN -->|tSU.STO| SDA_OUT
SDA_IN -->|tHD.DAT| SDA_OUT
SDA_IN -->|tHD.DAT| SDA_OUT
SDA_IN -->|tSU.DAT| SDA_OUT
SDA_IN -->|tAA| SDA_OUT
SDA_OUT -->|tBUF| SDA_OUT
end
SCL -.->|tSU.STA| SDA_IN
SCL -.->|tHD.STA| SDA_IN
SCL -.->|tSU.DAT| SDA_IN
SCL -.->|tSU.DAT| SDA_OUT
```
图2 总线时序

text_image
SCL
SDA
8th BIT ACK
STOP CONDITION
tWR(1)
START CONDITION
注1. 写周期时间 $t_{WR}$ 是指从一个写序列的有效停止条件开始至内部写周期结束的时间。
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图3 写周期时序
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11. 引脚说明
| 引脚号 | 引脚名称 | 功能说明 |
| 1 | A0 | 地址输入。A2、A1和A0是器件地址输入引脚。24C02/32/64使用A2、A1和A0输入引脚作为硬件地址,总线上可同时级联8个24C02/32/64器件(详见器件寻址)。24C04使用A2和A1输入引脚作为硬件地址,总线上可同时级联4个24C04器件,A0为空脚,可接地。24C08使用A2输入引脚作为硬件地址,总线上可同时级联2个24C08器件,A0和A1为空脚,可接地。24C16未使用器件地址引脚,总线上最多只可连接一个16K器件,A2、A1和A0为空脚,可接地。 |
| 2 | A1 |
| 3 | A2 |
| 5 | SDA | 串行地址和数据输入/输出。SDA是双向串行数据传输引脚,漏极开路,需外接上拉电阻到Vcc(典型值10kΩ)。 |
| 6 | SCL | 串行时钟输入。SCL同步数据传输,上升沿数据写入,下降沿数据读出。 |
| 7 | WP | 写保护。WP引脚提供硬件数据保护。当WP接地时,允许数据正常读写操作;当WP接Vcc时,写保护,只读。 |
| 4 | GND | 地 |
| 8 | Vcc | 正电源 |
12. 存储结构
| 器件 | 总容量(位) | 总页数 | 字节/页 | 字地址长度 |
| 24C02 | 2K | 32 | 8 | 8位 |
| 24C04 | 4K | 32 | 16 | 9位 |
| 24C08 | 8K | 64 | 16 | 10位 |
| 24C16 | 16K | 128 | 16 | 11位 |
| 24C32 | 32K | 128 | 32 | 12位 |
| 24C64 | 64K | 256 | 32 | 13位 |
24CXX支持I²C总线传输协议。I²C是一种双向、两线串行通讯接口,分别是串行数据线SDA和串行时钟线SCL。两根线都必须通过一个上拉电阻接到电源。典型的总线配置如图4所示

text_image
SDA
SCL
MPU
24Cxx
其他外围
RP
RP
Vcc
两线串行
数据总线
图4 典型两线总线配置
总线上发送数据的器件被称作发送器,接收数据的器件被称作接收器。控制信息交换的器件被称作主器件,受主器件控制的器件则被称作从器件。主器件产生串行时钟SCL,控制总线的访问状态、产生START和STOP条件。24CXX在I²C总线中作为从器件工作。
只有当总线处于空闲状态时才可以启动数据传输。每次数据传输均开始于START条件,结束于STOP条件,二者之间的数据字节数是没有限制的,由总线上的主器件决定。信息以字节(8位)为单位传输,第9位时由接收器产生应答。
## 起始和停止条件
数据和时钟线都为高则称总线处在空闲状态。当SCL为高电平时SDA的下降沿(高到低叫做起始条件(START,简写为S),SDA的上升沿(低到高)则叫做停止条件(STOP,简写为P)。参见图5。

text_image
S S
起始条件
图5 起始条件和停止条件的定义
## 13. 详细操作说明(续)
## 位传输
每个时钟脉冲传送一位数据。SCL为高时SDA必须保持稳定,因为此时SDA的改变被认为是控制信号。位传输参见图6。

flowchart
This diagram illustrates the signal processing logic for SDA and SCL channels, showing how data lines are optimized based on data validity and data reform.
图6 位传输
## 应答
总线上的接收器每接收到一个字节就产生一个应答,主器件必须产生一个对应的额外的时钟脉冲,见图7。

flowchart
```mermaid
graph LR
subgraph Sender_Data
A["发送器输出的数据"] --> B{"信号波形"}
B --> C["接收器输出的数据"]
C --> D["非应答"]
D --> E["应答"]
E --> F["应答时钟脉冲"]
end
subgraph Main_Device
G["主器件发出的SCL"] --> H{"脉冲大小"}
H --> I["1"]
H --> J["2"]
H --> K["8"]
H --> L["9"]
I --> M["起始条件"]
J --> M
K --> M
L --> M
end
```
图7 I²C总线的应答
接收器拉低SDA线表示应答,并在应答脉冲期间保持稳定的低电平。当主器件作接收器时,必须发出数据传输结束的信号给发送器,即它在最后一个字节之后的应答脉冲期间不会产生应答信号(不拉低SDA)。这种情况下,发送器必须释放SDA线为高以便主器件产生停止条件。
## 器件寻址
起始条件使能芯片读写操作后,EEPROM都要求有8位的器件地址信息(见图8)。
器件地址信息由"1"、"0"序列组成,前4位如图中所示,对于所有串行EEPROM都是一样的。
对于24C02/32/64,随后3位A2、A1和A0为器件地址位,必须与硬件输入引脚保持一致。
对于24C04,随后2位A2和A1为器件地址位,另1位为页地址位。A2和A1必须与硬件输入引脚保持一致,而A0是空脚。
对于24C08,随后1位A2为器件地址位,另2位为页地址位。A2必须与硬件输入引脚保持一致,而A1和A0是空脚。
对于24C16,无器件地址位,3位都为页地址位,而A2、A1和A0是空脚。
器件地址信息的LSB为读/写操作选择位,高为读操作,低为写操作。
若比较器件地址一致,EEPROM将输出应答"0"。如果不一致,则返回到待机状态。

图8 器件地址
## 器件操作
## 待机模式
EEPROM具有低功耗待机的特点,条件为:(1)电源上电;(2)接收停止条件及完成任何内部操作后。
## 存储复位
当协议中产生中断、掉电或系统复位后, $I^{2}C$ 总线可通过以下步骤复位:
(1)产生9个时钟周期。
(2) 当SCL为高时,SDA也为高。
(3) 产生一个起始条件。
## 写操作
## 1. 字节写
写操作要求在接收器件地址和ACK应答后,接收8位的字地址。接收到这个地址后EEPROM应答"0",然后是一个8位数据。在接收8位数据后,EEPROM应答"0",接着必须由主器件发送停止条件来终止写序列。
此时EEPROM进入内部写周期tWR,数据写入非易失性存储器中,在此期间所有输入都无效。直到写周期完成,EEPROM才会有应答(见图9)。

图9 字节写
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## 13. 详细操作说明(续)
## 2. 页写
24C02器件按8字节/页执行页写,24C04/08/16器件按16字节/页执行页写,24C32/64器件按32字节/页执行页写。
页写初始化与字节写相同,只是主器件不会在第一个数据后发送停止条件,而是在EEPROM EEPROM收到每个数据后都应答“0”。最后仍需由主器件发送停止条件,终止写序列(见图10)。
接收到每个数据后,字地址的低3位(24C02)或4位(24C04/08/16)或5位(24C32/64)内部自动加1,高位地址位不变,维持在当前页内。当内部产生的字地址达到该页边界地址时,随后的数据将写入该页的页首。如果超过8个(24C02)或16个(24C04/08/16)或32个(24C32/64)数据传送给了EEPROM,字地址将回转到该页的首字节,先前的字节将会被覆盖。

图10页写
## 3. 应答查询
一旦内部写周期启动,EEPROM输入无效,此时即可启动应答查询:发送起始条件和器件地址(读/写位为期望的操作)。只有内部写周期完成,EEPROM才应答"0"。之后可继续读/写操作。
应答查询流程见图11。

flowchart
```mermaid
graph TD
A["发送写命令"] --> B["发送停止条件\n启动写周期"]
B --> C["发送起始条件"]
C --> D["发送控制字节\nR/W = 0"]
D --> E{"器件是否应答\n(ACK = 0)?"}
E -->|否| C
E -->|是| F["下一操作"]
```
图11 应答查询流程
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## 读操作
读操作与写操作初始化相同,只是器件地址中的读/写选择位应为"1"。有三种不同的读操作方式:当前地址读,随机读和顺序读。
## 1. 当前地址读
内部地址计数器保存着上次访问时最后一个地址加1的值。只要芯片有电,该地址就一直保存。当读到最后页的最后字节,地址会回转到0;当写到某页尾的最后一个字节,地址会回转到该页的首字节。
接收器件地址(读/写选择位为"1")、EEPROM应答ACK后,当前地址的数据就随时钟送出。主器件无需应答"0",但需发送停止条件(见图12)。

图12 当前地址读
## 2. 随机读
随机读需先写一个目标字地址,一旦EEPROM接收器件地址和字地址并应答了ACK,主器件就产生一个重复的起始条件。
然后,主器件发送器件地址(读/写选择位为"1"),EEPROM应答ACK,并随时钟送出数据。主器件无需应答"0",但需发送停止条件(见图13)。

图13 随机读
## 3. 顺序读
顺序读可以通过“当前地址读”或“随机读”启动。主器件接收到一个数据后,应答ACK。只要EEPROM接收到ACK,将自动增加字地址并继续随时钟发送后面的数据。若达到存储器地址末尾,地址自动回转到0,仍可继续顺序读取数据。
主器件不应答"0",而发送停止条件,即可结束顺序读操作(见图14)。

图14 顺序读
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## 14. 典型应用

text_image
U1 24C02
A0 VCC
1
A1 SCL
2
A2 SDA
3
GND WP
4
器件地址: 0xA2
U2 24C02
A0 VCC
1
A1 SCL
2
A2 SDA
3
GND WP
4
器件地址: 0xA0
Vcc
R1
10K
R2
10K
SCL
SDA
7
7
8
6
5
5
7
Vcc
图15 EEPROM的级联
## 15. 封装尺寸
## SOP8L

text_image
A3
A1
A2
B1
B
A

text_image
C1
C2
C
C3

text_image
R2
θ4
θ1
θ2
θ3
R1
B2
D1
D
| 符号 | 尺寸(mm) | 符号 | 尺寸(mm) |
| 最小值 | 最大值 | 最小值 | 最大值 |
| A | 4.95 | 5.15 | C3 | 0.05 | 0.20 |
| A1 | 0.37 | 0.47 | C4 | 0.20(典型值) |
| A2 | 1.27(典型值) | D | 1.05(典型值) |
| A3 | 0.41(典型值) | D1 | 0.40 | 0.60 |
| B | 5.80 | 6.20 | R1 | 0.07(典型值) |
| B1 | 3.80 | 4.00 | R2 | 0.07(典型值) |
| B2 | 5.0(典型值) | θ1 | 17°(典型值) |
| C | 1.30 | 1.50 | θ2 | 13°(典型值) |
| C1 | 0.55 | 0.65 | θ3 | 4°(典型值) |
| C2 | 0.55 | 0.65 | θ4 | 12°(典型值) |
DIP8L

text_image
A
B

text_image
D2
θ1
θ2
θ3
D1
D

text_image
C
C1
C2
C3
A5
A3
A1
A4
A2
C4
| 符号 | 尺寸(mm) | 符号 | 尺寸(mm) |
| 最小值 | 最大值 | 最小值 | 最大值 |
| A | 9.30 | 9.50 | C2 | 0.5(典型值) |
| A1 | 1.524(典型值) | C3 | 3.3(典型值) |
| A2 | 0.39 | 0.53 | C4 | 1.57(典型值) |
| A3 | 2.54(典型值) | D | 8.20 | 8.80 |
| A4 | 0.66(典型值) | D1 | 0.20 | 0.35 |
| A5 | 0.99(典型值) | D2 | 7.62 | 7.87 |
| B | 6.3 | 6.5 | θ1 | 8°(典型值) |
| C | 7.20(典型值) | θ2 | 8°(典型值) |
| C1 | 3.30 | 3.50 | θ3 | 5°(典型值) |
TSOT-23-5 PACKAGE OUTLINE DIMENSIONS

text_image
D
b
E
E1
e
e1

text_image
θ
0.2
L
c

text_image
A1
A2
A
| Symbol | Dimensions In Millimeters | Dimensions In Inches |
| Min | Max | Min | Max |
| A | 0.700 | 0.900 | 0.028 | 0.035 |
| A1 | 0.000 | 0.100 | 0.000 | 0.004 |
| A2 | 0.700 | 0.800 | 0.028 | 0.031 |
| b | 0.350 | 0.500 | 0.014 | 0.020 |
| c | 0.080 | 0.200 | 0.003 | 0.008 |
| D | 2.820 | 3.020 | 0.111 | 0.119 |
| E | 1.600 | 1.700 | 0.063 | 0.067 |
| E1 | 2.650 | 2.950 | 0.104 | 0.116 |
| e | 0.95 (BSC) | 0.037 (BSC) |
| e1 | 1.90 (BSC) | 0.075 (BSC) |
| L | 0.300 | 0.600 | 0.012 | 0.024 |
| θ | 0° | 8° | 0° | 8° |