铁电存储的用法：MB85RC04 + MicroPython

关于铁电存储

单片机上的存储有两个极端：

• RAM：存储速度快，但断电会丢失。
• Flash、EEPROM：可以永久保存，但速度慢，并且可擦写寿命有限。

而铁电存储器则集合了两者的优点：速度快、寿命长、断电可保存。缺点：价格贵，容量小。

所以铁电存储只适合需要频繁保存的小数据。

以 MB85RC04 为例：

• 容量：4Kbit（512 个字节，价格2元，64Kb的4元（好像不是原厂的））
• 寿命：10¹² 次/字节（每个字节地址可擦写一万亿次）
• 数据保质期：35°C 环境下可保存 200 年，55°C 为 95 年，85°C 为 10 年
• 电压：2.7~3.6V
• 电流：操作时最大值 20μA，待机时 1μA

引脚：

编号	功能	说明
1	NC	空
2、3	A1、A2	用于设置芯片的地址。引脚悬空时为低电平
4	VSS	电源负极
5	SDA	I2C 总线的 SDA 引脚
6	SCL	I2C 总线的 SCL 引脚
7	WP	写保护（Write Protect）。高电平时不能写入。悬空为低电平
8	VDD	电源正极

MB85RC04 有 512 个字节的空间，寻址范围为 0~511，需要 9 个比特才能表示整个地址（2⁹=512）。而 I2C 每一份数据只能发 8 个比特，于是厂家把该芯片的 9 比特地址被拆分成两部分：第 1 个比特（即最高有效位 MSB）放到芯片的“设备地址”中，其余 8 个比特当作存储空间的地址。

所以芯片的“设备地址”构成为：

1010（MB85RC04 的固定地址部分） + A2 引脚 + A1 引脚 + MSB + 读写标志位（0：写，1：读）

写入操作

时序图：

例子：芯片的 A1、A2 悬空，将数字 12 写入到芯片第 0 个地址的位置。

那么设备地址为：1010 + 0（A2 引脚） + 0（A1 引脚） + 0（地址最高位为 0） + 0（写入）

转换成 16 进制为 0xa0。

from machine import Pin, SoftI2C
i2c = SoftI2C(scl=Pin(2), sda=Pin(3), freq=100000)	# 设置I2C引脚，频率不超400K

i2c.start()	# I2C的起始信号
i2c.write(b'\xa0') 		# a0=10100000 设备地址+写命令
i2c.write(bytes([0])) 	# 9比特地址的后8位
i2c.write(bytes([12])) 	# 要写入的内容
i2c.stop()	# I2C的停止信号

其中 bytes([0]) 可以将整数 0 转换成 b'\x00' 二进制字节串。

上面的代码中，在 i2c.stop() 之前还可以继续调用 i2c.write() 写入其他数据，因为地址会自动后移。

读取操作

时序图：

读取的操作比较特殊：在读取的时候，必须先发送写入的信号。等地址都发送完后，再发送读取的信号。

例子：A1、A2 悬空，读取第 0 个地址的内容。

写的信号为 0xa0，上面说过了。读的信号则是把最后的 0 改成 1，也就是 0xa1。

buf = bytearray(1)		# 用于存储要读取的内容的数组
i2c.start()
i2c.write(b'\xa0')		# 必需！先发送写操作
i2c.write(bytes([0])) 	# 9比特地址的后8位
i2c.start() 	# 关键！还要start一次，表示后面是读取命令
i2c.write(b'\xa1') 		# a1=10100001 设备地址+读命令
i2c.readinto(buf)  		# 读取buf中，读的数量等于buf的长度
i2c.stop()

每次要读取多少个字节，取决于 buf 数组的大小。例如当 buf = bytearray(5)，那么 i2c.readinto(buf) 会一次性读取 5 个字节。

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