CAT1025中文资料

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cat1025应用电路推荐度：
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CAT1024和CAT1025是基于微控制器系统的存储器和电源监控的完全解决方案。它们利用低功耗CMOS技术将2K位的串行EEPOM和用于掉电保护的系统电源监控电路集成在一块芯片内。存储器采用400KHz 的I2C总线接口。

带I2C串行2k位CMOS EEPROM和手动复位的监控电路－

CAT1024、CAT1025

特性

精确监控电源电压

—5V，3.3V和3V系统 —5个复位门槛电压供选择

高、低电平复位

—有效的可靠复位电压Vcc=1V 400KHz的I2C总线工作电压范围：2.7V～5.5V 低功耗的CMOS技术 16字节的页写缓冲区内置防误擦除写保护

—WP管脚（CAT1025）

1,000,000个编程/擦除周期手动复位输入

数据保存时间长达100年

8脚DIP、SOIC、TSSOP、MSOP&TDFN（面积为3×4.9mm & 3×3mm）工业级及扩展的温度范围

概述

CAT1025包含1个精确的Vcc监控测电路和2个开漏输出：RESET和RESET。当Vcc低于复位门槛。如电压时，RESET引脚将变为高电平，RESET将变为低电平。CAT1025还包含一个写保护输入（WP）果WP连接高电平，则写操作被禁止。

无写保护输入。 CAT1024也含有精确的Vcc监测电路，但只有一个低电平有效的复位输出管脚RESET，CAT1024/25的电源监控电路和复位电路可在系统上、下电时保护存储器和系统微控制器，防止掉电条件的产生。CAT1024/25都能够提供5种不同的复位门槛电压，可支持5V，3.3V和3V的系统。如果系统电源超出范围，复位信号有效，禁止系统微控制器、ASIC或外围器件的操作。在电源电压超出门槛电压后的200ms内，复位信号仍保持有效。高电平有效和低电平有效的复位信号使CAT1024/25与微控制器和其它IC器件的连接变得很简单。另外，RESET管脚或者独立的复位输入管脚MR都可以用作手动按键复位输入。

CAT1024/25片内2K位的串行EEPROM构成16字节的页。另外，Vcc电压监控电路提供了硬件数据保护功能，防止在Vcc降到低于复位门槛电压或上电时Vcc上升到复位门槛电压之前对存储器的写操作。

CAT1024/25包含以下封装形式：8脚DIP和8脚SO、TSSOP、TDFN和8脚MSOP的表贴封装。其中，TDFN封装的最大厚度是0.8mm，其面积为3 x 3 mm或3 x 4.9mm。

VCC

NCSCLSDA

CAT1024

NCVSS

门槛电压选项

器件元件编号

最小门槛电压

最大门槛电压

功能框图－CAT1024，CAT1025

*仅适用于CAT1025

工作温度范围

工业℃～85℃ 扩展℃～125℃

管脚描述

RESET/RESET：复位输出（只有CAT1025有RESET管脚）

这是两个开漏输出管脚，RESET可用作手动复位触发输入。该管脚上的强制复位条件可使器件启动或保持复位。RESET管脚需接下拉电阻，RESET管脚需接上拉电阻。

SDA：串行数据/地址

双向串行数据/地址管脚，用于器件所有数据的发送和接收。它是一个开漏输出管脚，可以与其它开漏输出或集电极开路输出进行“线或”。

SCL：串行时钟

串行时钟输入。

MR：手动复位输入

这是一个去抖输入管脚，可连接外部手动复位源。MR拉低将产生复位条件。当MR脚为低电平时，复位输出将有效，直至MR脚为高电平后，复位周期内复位输出仍将保持有效。MR脚内接有一个上拉电阻。

WP（仅适用于CAT1025）：写保护输入

当WP管脚连接到Vss或悬空时，允许对整个存储器执行写操作。当WP管脚连接到Vcc时，存储器被写保护。这个管脚有一个内部下拉电阻。

CAT10xx系列器件

手动

器件型号

复位输入

CAT1021 CAT1022 CAT1023 CAT1024 CAT1025

● ● ● ● ●

● ● ● 看门狗

看门狗监控管脚SDA

写保护管脚 ●

独立的辅助电压监控

复位：高电平或低电平有效

● ●

EEPROM

●

● ●

2K 2K

● ●

绝对最大额定值

工作温度……………………………………………..-55℃～+125℃ 贮存温度……………………………………………..-65℃～+150℃ 每个管脚的对地电压(1)……………………………….-2.0～Vcc+2.0V Vcc对地的电压……………………………..………-2.0～+7.0V 封装功耗（TA=25℃）………..…………………….1.0W 焊接温度（10秒）………………………………….300℃ 输出短路电流(2) ……………………….…………….100mA

●

有关含有16k EEPROM的监控电路，请参考CAT1161、CAT1162和CAT1163数据手册。

超出“绝对最大额定值”列出的值的条件下工作会造成器件的永久损坏。以上列出的是器件正常工作的额定值，并未涉及器件在这些条件或超出这些条件下的功能操作。器件不能长时间工作在绝对最大额定值条件下，否则会影响其可靠性。

注：

(1) 输入管脚的最低DC电压为－0.5V。跳变过程中输入可能在一段时间内（小于20ns）下降到－2.0V。输出管脚的最高DC电压为Vcc+0.5V，可能在一段时间内（小于20ns）上升到Vcc+2.0V。 (2) 输出短路时间不能超过1s。一次只允许一个输出短路。

直流工作特性

Vcc=2.7V～5.5V，器件都工作在推荐的温度范围条件下，除非特别说明。

续上表符号

参数

测试条件

CAT102x-45（Vcc = 5.0V） CAT102x-42（Vcc = 5.0V）

VTH

复位门槛电压

CAT102x-30（Vcc = 3.3V） CAT102x-28（Vcc = 3.3V） CAT102x-25（Vcc = 3.0V）

VRVALID VRT(2) 注：

(1) 表中给出的VIL最小值和VIH最大值仅供参考，并没有经过测试。

(2) 该参数是最早的测试结果，其值受到设计或操作改变的影响，并未经100%的测试。

复位输出有效Vcc电压

复位滞后门槛电压

最小值

最大值

单位

V 电容

TA=25℃，f=1.0MHz，Vcc=5V 符号 COUT(1) CIN(1)

测试输出电容输入电容

测试条件 VOUT = 0V VIN = 0V

最大值 8 6

单位 pF pF

交流特性

Vcc=2.7V～5.5V，器件都工作在推荐的温度范围条件下，除非特别说明。

存储器读/写周期(2)

符号 fSCL tSP tLOW tHIGH tR(1) tF(1) tHD：STA tSU：STA tHD：DAT tSU：DAT tSU：STO tAA tDH tBUF(1) tWC(3) 注：

(1) 此参数由最初的特性得到，其值受到设计或操作改变的影响，并未经100%的测试。 (2) 测试条件可参考下面的“交流测试条件”表格。

(3) 写周期时间是指从写序列的有效停止条件到器件内部编程/擦除周期结束之间的时间。在写操作过

参数时钟频率

SDA,SCL输入的噪声抑制时间

时钟低电平时间时钟高电平时间 SDA和SCL上升时间 SDA和SCL下降时间起始条件保持时间

起始条件建立时间（重复起始条件）

数据输入保持时间数据输入建立时间停止条件建立时间 SCL低到数据输出有效数据输出保持时间

新的发送启动前总线的空闲时间

写周期时间(字节写/页写)

最小值

最大值

单位

程中，总线接口电路禁止，SDA仍然保持高电平，器件不响应从地址。

复位电路交流特性

符号 tPURST tRPD tGLITCH MR干扰 tMRW tMRD

复位时间

VTH到RESET输出的延迟时间

Vcc干扰抑制脉宽手动复位干扰脉冲抑制 MR低脉冲宽度 MR输入到RESET输出的延迟时间

参数

测试条件注2 注3 注4，5 注1 注1 注1

最小值

典型值

最大值

单位

上电时序5,6

符号 tPUR tPUW

参数上电到读操作上电到写操作

测试条件

最小值

典型值

最大值

单位

交流测试条件

参数

输入脉冲电压～0.8Vcc 输入的上升和下降时间

10ns

测试条件

输入参考电压，0.7Vcc 输出参考电压输出负载

0.5Vcc

电流源：IOL = 3mA； CL = 100pF

可靠性

符号 NEND TDR VZAP ILTH（7）注：

(1) 测试条件可参考“交流测试条件”表格。

(2) 上电时输入参考电压Vcc=VTH，复位输出参考电压和负载可参考“交流测试条件”表格。 (3) 掉电时输入参考电压Vcc=VTH，复位输出参考电压和负载可参考“交流测试条件”表格。 (4) Vcc干扰脉冲参考电压是VThmin；根据特性数据得到。

(5) 此参数由最初的特性得到，其值受到设计或操作改变的影响，并未经100%的测试。 (6) tPUR和tPUW是从Vcc稳定到指定的存储器操作被启动需要的延时时间。 (7) 为上升到100mA的输入电流和－1V～Vcc+1V的输出管脚提供闭锁保护。参数

参考测试方法

最小值 1,000,000

最大值

单位周期/字节

耐久性，测试方法1033 数据保存时间，测试方法1008 ESD灵敏度，测试方法3015

闭锁标准17

年

器件操作

复位控制器描述

CAT1024/25的精密复位控制器可确保掉电和电源上/下电时系统的正确操作。它们配置有开漏的复位输出。

上电过程中复位输出一直保持有效，直至Vcc到达门槛电压VTH，并在Vcc到达VTH后大约200ms（tPURST）内复位输出仍然保持有效。当tPURST时间过后，复位输出无效。这时，复位输出被相应的上拉/下拉电阻拉高或拉低。

下电过程中复位输出在Vcc下降到低于VTH后有效。只要Vcc>1.0V（VRVALID），RESET输出就有效。器件将忽略出现的快速负Vcc瞬时脉冲（干扰）。

复位输出的时序见下面图1。

图1 复位输出时序

手动复位操作

RESET管脚可以作为复位输出和手动复位输入。输入由边沿触发，也就是说，当检测到RESET管脚从高电平到低电平的跳变后，将启动复位。

一旦RESET管脚有效，200ms的定时器将开始计时复位时间。如果外部复位信号的时间小于200ms，复位输出将在至少200ms内保持有效。

CAT1024/25还有一个独立的手动复位输入，通过连接在MR和GND两端的按键（通常处于断开状态）来将MR输入拉低，从而产生复位条件。MR输入有一个内部上拉电阻。

当MR为低时复位有效，复位输出状态一直保持到MR输入变成高电平之后。

MR输入上的小于100ns的短脉冲干扰不会产生复位信号。不需要额外的去抖电路。MR输入的手动

复位时序见图2。

图2 MR操作时序

硬件数据保护

CAT1024/25系列的硬件数据保护设计解决了长期困扰串行EEPROM的有关数据出错的问题。数据出错是指用来保存正确数据的存储单元存放着错误的数据。

一旦出现复位条件，内部的EEPROM将不响应对它的所有操作，包括写操作。如果复位输出有效，禁止正在执行的EEPROM操作，不允许执行任何新的EEPROM操作。在这种情况下，对存储器的内部写周期将不能够被启动，但是，非易失存储器的写操作并不会被禁止。如果在Vcc上升到最小值2V之前有足够的时间（5ms），那么在复位条件成功结束之前，可以启动内部写周期。

此外，CAT1025还有一个写保护输入管脚WP，当WP连接到Vcc，任何对器件的写操作无效。

内部EEPROM的操作

CAT1024/25都内嵌有一个2K位的串行EEPROM，支持I2C总线数据传输协议。I2C总线协议规定，任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线上接收数据的器件作为接收器。数据传输由主器件控制，由它来产生串行时钟和所有的起始、停止条件。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件来控制数据传输的模式。

I2C总线协议

I2C总线协议的定义如下：

⑴ 数据传输只在总线处于空闲状态时才启动。

⑵ 数据传输过程中，当时钟线为高时，数据线必须始终保持稳定状态。时钟线为高时数据线上的任何跳变都被认为是起始或停止条件。

起始条件

起始条件在所有命令发布之前产生。起始条件定义成时钟线为高电平时数据线上高到低的跳变。CAT1024/25监控SDA和SCL的状态变化，一旦起始条件出现，它们将会立即响应。

停止条件

停止条件定义成时钟线为高电平时数据线上低到高的跳变。停止条件出现时，所有操作离开终止。

图3 I2C总线时序

SCL

SDA停止条件

起始条件

地址

图4 写周期时序

图5 起始/结束条件时序

器件寻址

主器件通过发送一个起始信号启动发送过程，然后发送它所要寻址的从器件的地址。8位从器件地址的高4位固定，默认为1010。

从地址的最低位为读写控制位。“1”表示对从器件进行读操作，“0”表示对从器件进行写操作。在主器件发送起始信号和从器件地址字节后，CAT1024/25监控总线，当其地址与发送的从地址相符时产生一个应答信号（通过SDA）。然后，CAT1021/22/23根据读写控制位（

R/W

）的状态进行读或写操作。

默认配置：

图6 从器件地址

应答信号

每当成功完成一次数据传输，接收器都必须产生一个应答信号。应答器件在第9个时钟周期时将SDA线拉低，表示已收到8位数据。

当接收到起始条件和从器件地址之后，CAT1024/25都会响应一个应答信号。如果CAT1024/25被选中执行写操作，则它每接收一个8位字节之后都会响应一个应答信号。

当CAT1024/25开始读操作时，它将发送一个8位的数据，释放SDA线并监控应答信号，一旦接收到应答信号，CAT1024/25继续发送数据。如果主器件未发送应答信号，则CAT1024/25停止传输数据并等待停止条件。

图7 应答时序

写操作方式

字节写

在字节写模式下，主器件向从器件发送起始条件和从地址信息（R/W位清0），主器件在接收到从器件产生的应答信号后发送一个8位的地址，写入器件的地址指针。当接收到从器件产生的另一个应答信号后，主器件将数据发送到被寻址的存储单元。器件再次应答，主器件产生停止条件。这时，器件开始执行一次非易失性存储器的编程操作，不再响应主器件的任何请求。

图8 字节写时序

页写

页写模式下，CAT1024/25在一个写操作周期内可写入多达16个字节的数据。页写操作的启动和字节写一样，不同的是发送完一个字节数据后并不会停止发送数据，而是继续发送另外15个字节数据。每发送一个字节数据后，CAT1024/25产生应答，内部地址的低位加1，高位保持不变。

如果在发送停止条件之前主器件发送的字节数超过16个，地址计数器将自动翻转，先前写入的数据被覆盖。

当接收到16个字节数据和主器件发送的停止信号后，CAT1024/25启动内部编程周期。这样，所有接收到的数据仅在一个写周期内就被写入CAT1024/25。

图9 页写时序

应答查询

可以利用内部写周期时禁止数据输入这一特性。一旦停止条件被发送，表明主器件写操作结束时，CAT1024/25就启动内部写周期。应答查询也立即启动。上述操作也包括发送起始条件和执行写操作的从器件地址。如果CAT1024/25正在执行写操作，则不会返回应答信号。如果CAT1024/25已经完成了写操作，

则返回一个应答信号，主器件再继续执行下一次的读写操作。

写保护

写保护操作特性（只有CAT1025包含此特性）可防止用户对存储器阵列执行误编程操作。如果WP管脚与Vcc相连时，整个存储器阵列被保护，只能执行读操作。CAT1025可以接收从器件地址和字节地址，但是由于器件在接收到第一个字节数据后并不发送应答信号，因此被访问的存储单元被保护，不能进行编程。读操作

CAT1024/25读操作的启动和写操作一样，惟一不同的是R/W位被置1。有3种不同的读操作模式：立即/当前地址读、选择/随机地址读、顺序地址读。

立即/当前地址读

CAT1024/25的地址计数器的内容是最后访问的存储单元地址加1。换句话说，如果最后一次读/写的地址为N，则立即读的地址从地址N+1开始。如果N=E=255，则计数器将翻转到0且继续输出有效数据。CAT1024/25接收到与其相符的从器件地址信号后（R/W位置1），它首先发送应答信号，然后发送一个8位字节数据。主器件不需发送应答信号，但要产生停止条件。

总线活动：

主控器SDA线

无应答

起始

从地址

停止

第8位数据输出

无应答

停止

图10 立即/当前地址读时序

选择/随机地址读

选择/随机读操作允许主器件对存储器的任何地址单元字节进行读操作。主器件首先通过发送起始条件、从器件地址和它想读取的字节数据的地址执行一次虚写操作。当CAT1024/25产生应答后，主器件再次发送起始条件和从器件地址，此时R/W位置1。然后CAT1024/25产生响应，发送所需的8位字节数据。这时，主器件不再发送应答信号，而是产生停止条件。

图11 随机地址读时序

顺序地址读

顺序地址读操作可通过立即读或选择性读操作来启动。当CAT1024/25发送完第一个8位的字节数据后，主器件产生一个应答信号来响应，告知CAT1024/25它需要更多数据。然后，每产生一次应答，CAT1024/25就发送一个8位的字节，直至停止条件产生。

CAT1024/25按照从地址N到地址N+1的顺序来发送数据。读操作时，CAT1024/25的地址计数器的地址位递增，这样整个存储器的内容可在一个读操作周期内全部读出。

总线活动:

主控器SDA线

答

应答停止图14 顺序地址读时序

封装信息

TDFN 3×4.9封装

(RD2)

TDFN 3×3封装