探索MAXIM DS1314：3V非易失性控制器的技術(shù)奧秘

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)中，非易失性存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是一個(gè)重要的課題。今天，我們將深入探討MAXIM DS1314這款3V非易失性控制器，它具備鋰電池監(jiān)測功能，為電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

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一、DS1314的特性亮點(diǎn)

1. 非易失性存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換

DS1314能夠?qū)MOS SRAM轉(zhuǎn)換為非易失性存儲(chǔ)器。當(dāng)(V{CC})超出容差范圍時(shí)，它會(huì)無條件地對SRAM進(jìn)行寫保護(hù)，防止數(shù)據(jù)丟失。在(V{CC})電源故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換到電池備份電源，確保SRAM數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

2. 鋰電池監(jiān)測

該控制器可以監(jiān)測鋰電池的電壓，并在電池即將失效時(shí)提前發(fā)出警告。電池警告輸出信號（(BW)）為低電平有效，方便工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池問題。

3. 電源故障檢測

它能自動(dòng)檢測3.0V或3.3V電源的故障，為系統(tǒng)提供可靠的電源保護(hù)。

4. 多種封裝選擇

提供8引腳DIP和SOIC封裝，還有可選的16引腳SOIC和20引腳TSSOP版本。在電源故障發(fā)生時(shí)，這些版本可以復(fù)位處理器，并在系統(tǒng)上電期間保持處理器處于復(fù)位狀態(tài)。

5. 寬溫度范圍

工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C，適用于工業(yè)環(huán)境。

二、引腳分配與功能

三、工作原理詳解

1. 內(nèi)存?zhèn)浞莨δ?/h3>

DS1314為SRAM提供電池備份所需的所有電路功能。首先，它有一個(gè)開關(guān)，可將電源從電池或系統(tǒng)電源（(V{CCI})）切換。當(dāng)(V{CCI})小于切換點(diǎn)(V{sw})且小于電池電壓(V{BAT})時(shí)，電池會(huì)切換到為SRAM提供備份電源，該開關(guān)的電壓降小于0.2V。 其次，DS1314負(fù)責(zé)電源故障檢測和SRAM寫保護(hù)。持續(xù)監(jiān)測(V_{CCI})，當(dāng)電源超出容差范圍時(shí)，精密比較器會(huì)檢測到電源故障，并抑制芯片使能輸出（(overline{CEO})），以保護(hù)SRAM的數(shù)據(jù)。

2. 電池電壓監(jiān)測

DS1314會(huì)按照工廠編程的24小時(shí)時(shí)間間隔自動(dòng)進(jìn)行電池電壓監(jiān)測。監(jiān)測在(V{CCI})上升到(V{CCTP})以上的(t{Rec})時(shí)間內(nèi)開始，電源故障時(shí)暫停。 每24小時(shí)（(t{BTCN})）后，DS1314會(huì)將(V{BAT})連接到內(nèi)部1.2 MΩ測試電阻（(R{INT})）一秒鐘（(t{BTPW})）。如果在此期間(V{BAT})低于工廠編程的電池電壓觸發(fā)點(diǎn)（(V_{BTP})），電池警告輸出(BW)會(huì)被置位。

3.POWER MONITORING

DS1314S和DS1314E品種有一個(gè)額外的復(fù)位引腳。這些品種檢測超出容差的電源條件，并警告基于處理器的系統(tǒng)即將發(fā)生電源故障。當(dāng)(V{CCI})低于由TOL引腳定義的觸發(fā)點(diǎn)電平（VCCTP (V{CCI})比較器激活復(fù)位信號(RST)。復(fù)位發(fā)生在標(biāo)稱3.0V（3.3V電源）時(shí)，TOL引腳連接到GND；或標(biāo)稱2.7V（3.0V電源）時(shí)，TOL連接到(Vcco)。 (RST)還在加電期間用作上電復(fù)位。在(V{CCI})超過VCCTP后，(RST)將被保持激活標(biāo)稱200ms（(t{RPU})）。這個(gè)復(fù)位周期足夠長，以防止系統(tǒng)在上電瞬變期間運(yùn)行，并允許(t_{REC})到期。(RST)有一個(gè)開漏輸出驅(qū)動(dòng)器。

4. 新鮮密封模式

當(dāng)電池首次連接到DS1314而未施加(V{CC})電源時(shí)，設(shè)備不會(huì)立即在(V{CCO})上提供電池備份電源。只有在(V{CCI})超過(V{CCTP})，然后低于(V{SW})和(V{BAT})時(shí)，DS1314才會(huì)離開新鮮密封模式并提供電池備份電源。這種模式允許在制造過程中連接電池，但直到系統(tǒng)首次激活后才使用。因此，在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中不會(huì)消耗電池能量。

四、電氣特性

1. 絕對最大額定值

2. 推薦工作條件

在 -40°C 至 +85°C 的溫度范圍內(nèi)，不同參數(shù)有相應(yīng)的推薦值，如電源電壓、電池供電電壓等。

3. 直流電氣特性

涉及工作電流、RAM 供電電流、(V_{CC}) 觸發(fā)點(diǎn)、電池監(jiān)測測試負(fù)載等參數(shù)。

4. 交流電氣特性

包括(CEI)到(CEO)的傳播延遲、(CE)脈沖寬度、(V_{CC})有效到寫保護(hù)結(jié)束時(shí)間等參數(shù)。

五、時(shí)序圖分析

文檔中提供了上電、掉電、電池警告檢測和電池更換的時(shí)序圖，這些時(shí)序圖對于理解DS1314的工作過程非常重要。例如，在上電時(shí)序圖中，如果(V{BAT}{SW})，當(dāng)(V{CCI}=V{BAT})時(shí)，(V{CCO})會(huì)隨(V{CCI})開始變化。