基於STM32F407ZGT6 驅動AT24C02 原始碼

關鍵字 :I2C24C02STM32STM32F407EEPROMST

在了解原始碼之前，先來探討一下記憶體EEPROM。

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電可擦可編程只讀記憶體）是一種具有非揮發性特性的記憶體，即使斷電後數據仍能保留。其核心工作原理基於浮閘電晶體結構，通過電信號實現數據的擦除與重寫，並支持位元組級操作，廣泛應用於嵌入式系統、汽車電子和消費電子等領域。

技術特點
非揮發性：斷電後資料不會遺失，適合存儲關鍵的設定資訊。
電擦寫能力：無需紫外線照射，可直接透過電壓進行擦除和編程。
靈活性：支援單字節修改，優於傳統EPROM的區塊擦除模式。
耐久性：典型的擦寫次數為10萬至100萬次，受限於氧化層的壽命。

應用場景
汽車電子：存儲ECU控制算法和感測器校準數據，例如聚辰股份的車規級EEPROM已用於核心部件。
消費電子：華為智慧型手機的EEPROM產品應用於Mate、P系列等機型。
工業控制：PLC和智慧卡中存儲配置參數及安全數據。

發展歷程

1978年Intel首次推出16kbit EEPROM，1980年代實現商業化，後續技術迭代催生了閃存（Flash Memory）。2025年意法半導體推出的串口EEPROM晶片支援128位唯一ID碼，適用於設備身份認證。

術語規範

根據《計算機科學技術名詞》，標準表述為「電擦除可編程只讀記憶體」，需避免「電可擦除」等非規範形式。

EEPROM與Flash Memory的核心差異

擦寫方式

EEPROM：支援字節級擦寫，可直接覆蓋單個字節資料，無需預先擦除操作。
Flash：需要以區塊或扇區的方式進行擦除（例如4KB至256KB），在寫入新資料之前，必須先整體擦除目標區塊，然後再寫入新資料。

物理結構與容量

EEPROM：採用雙晶體管結構，存儲單元獨立，容量較小（KB~MB級），成本較高。
Flash：基於單晶體管浮閘技術，儲存密度高，容量可達GB~TB級，成本更低。

性能比較

擦寫速度：EEPROM單字節操作較慢（約3-10毫秒），Flash區塊操作更快（如10MB/s以上）。
擦寫壽命：EEPROM通常支援100萬次，Flash為1萬至10萬次（NAND更低）。
功耗：EEPROM在寫入時功耗較高，而Flash整體上更省電。

應用場景

EEPROM：適合頻繁修改的小型資料（例如系統配置、感測器校準）。
Flash：用於大容量儲存（例如程式碼、音訊檔案、視訊檔案）。
技術細節補充

介面協議：EEPROM多採用I²C/SPI介面，Flash常見並行或串行介面。

資料保護：部分Flash支援硬體加密，EEPROM通常僅有軟體保護。

總結

EEPROM以精細化管理見長，適合高頻率、小數據更新；Flash則以大容量、低成本優勢主導存儲密集型場景。選擇時需權衡擦寫需求、壽命及成本。

說完了記憶體，再聊聊MCU：

STM32F407 是意法半導體推出的一款 32 位高性能 ARM Cortex-M4 微控制器，廣泛應用於工業控制、醫療設備等領域。

以下是其詳細介紹：

核心性能

處理器核心採用 ARM Cortex-M4 核心，主頻可達 168MHz，具備單周期乘法和硬體除法指令，支援浮點運算單元（FPU）和 DSP 指令，能高效處理複雜任務。在 168MHz 主頻下，從 Flash 記憶體執行時，可提供 210DMIPS/566CoreMark 的性能。
記憶體一般具有 512KB 到 1MB 的 Flash 快閃記憶體，用於儲存程式碼和常數資料，支援線上編程（ISP）和應用內編程（IAP）；擁有 192KB 的靜態隨機存取記憶體（SRAM），用於存放程式運行時的變數、堆疊等資料。

豐富的外接設備

通信介面多達 15 個通訊介面，包括 6 個 USART、3 個 SPI、3 個 I²C、2 個 CAN 和 1 個 SDIO，還整合了兩個 USB 介面，其中一個為 USB OTG FS（全速）介面，另一個為 USB OTG HS（高速）介面，內建乙太網媒體存取控制器（MAC），支援 10/100Mbps 乙太網通訊。
模擬周邊設備具有 3 個 12 位元的模數轉換器（ADC），可同時進行多通道類比信號採集，轉換速度高達 2.4Msps；有 2 個 12 位元的數位類比轉換器（DAC），可將數位信號轉換為類比信號輸出。
計時器擁有 17 個定時器，包括 10 個通用定時器、2 個基本定時器、2 個高級定時器、1 個系統定時器和 2 個看門狗定時器，可用於定時中斷、PWM 輸出、測量時間間隔等任務。