TB38 输入源选择 CWG 基于某个可选输入源来产生两个互补输出波形这些输入源可以是连到 CWGxIN 引脚的外部输入, 也可以是来自其他片内外设的输出输入源选择位 (GxIS) 用于选择输入源 CWG 的输入源和位选择设置可能会因器件而异一些可用作输入源的外设包括比较器捕捉 / 比较 /

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濮物柳
5 years ago
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1 TB38 互补波形发生器技术简介作者 : 简介 Mike Gomez Microchip Technology Inc. 在需要精确半桥和全桥控制的应用中 ( 如电机驱动器应用 ), 最好使用具有可选择输入源死区控制极性控制自动关断和自动恢复功能的互补波形发生器 Microchip 的 8 位单片机中的互补波形发生器 (Complementary Waveform Generator, CWG) 外设可以提供这些功能, 而无需任何处理器开销本文简要介绍了 CWG 的特性配置方法和一些重要值的计算框图图给出了 CWG 外设的简化框图图中的每个框代表 CWG 的特性 CWG 基于几个可选输入源之一来产生互补输出互补输出可以在推挽半桥全桥和转向 PWM 等不同工作模式下进一步修改可以选择时钟源用以在互补输出波形对之间插入死区延时每个 CWG 输出引脚具有独立的输出使能控制, 并且这些引脚的极性也可以独立控制此外, 还可以在发生故障事件时立即终止 CWG 输出, 并在故障事件消除时恢复图 : CWG 简化框图输入选择保留保留保留 CCP2_out CCP_out C2OUT_sync COUT_sync CWGxIN CWGxISM<2:> 自动关断 EN 关断 D E Q Q R 时钟选择模式选择死区控制时钟 signal_in signal_out 时钟 signal_in signal_out 输出控制 POLA POLB POLC OVRA OVRB OVRC STRA STRB STRC LSAC<:> 高阻态 LSBD<:> 高阻态 LSAC<:> 高阻态 OEA TRIS 控制 OEB TRIS 控制 OEC TRIS 控制 CWGxA CWGxB CWGxC CWGxCLK<> LSBD<:> POLD OVRD STRD 高阻态 OED TRIS 控制 CWGxD DS938A_CN 第页

2 TB38 输入源选择 CWG 基于某个可选输入源来产生两个互补输出波形这些输入源可以是连到 CWGxIN 引脚的外部输入, 也可以是来自其他片内外设的输出输入源选择位 (GxIS) 用于选择输入源 CWG 的输入源和位选择设置可能会因器件而异一些可用作输入源的外设包括比较器捕捉 / 比较 /PWM(Capture, Compare, PWM, CCP) 数控振荡器 (Numerically Controlled Oscillator,NCO) 和可配置逻辑单元 (Configurable Logic Cell,CLC) 输出在用作 CWG 输入之前, 选定的外设需要先完成配置对于具有外设引脚选择 (Peripheral Pin Select,PPS) 功能的器件, 可以通过 PPS 输入选择寄存器 (xxxpps) 将 CWGxIN 输入引脚转移到任何其他引脚通过将寄存器名称中的 xxx 符号更改为 CWGxIN, 可以选择任何可用的 I/O 引脚作为 CWGxIN 模式选择 CWG 输出可以修改以在几种不同模式下工作这些模式包括 : 半桥模式正向全桥模式反向全桥模式推挽模式转向 PWM 模式模式选择仅在一些器件系列中可用 PIC6F6X 系列是具有这种 CWG 功能的器件系列之一在该系列中, 上述模式可以通过设置 CWG 模式选择位 (CWGxMODE) 来选择图 2 显示了 PIC6F6X 系列在不同工作模式下的 CWG 输出在半桥模式下, 产生的两个输出信号为输入的真值和取反形式在正向和反向全桥模式下, 三个输出驱动静态值, 而第四个输出则复制输入数据信号要在正向和反向全桥模式之间转换, 需要切换 CWGxCON 寄存器的 MODE<> 位在推挽模式中, 间隔复制输入信号以生成输出信号在转向 PWM 模式下, 使转向使能位 (STRA:D) 有效可将输入事件信号复制到部分或全部四个 CWG 输出 (CWGxA:D) 清零转向使能位 (STRA:D) 时, CWG 输出 (CWGxA:D) 信号由转向数据位 (OVRA:D) 决定使用同步转向模式时, 需要先出现下一个上升沿输入事件, 之后 STRA:D 位的更改才会生效在非同步转向模式下, STRA:D 位的更改在下一个指令周期生效图 2: CWG 工作模式输入源 CCP:PWM 半桥模式 CWG A CWGxMODE = CWG B 正向 / 反向全桥模式 CWGxMODE = CWGxMODE = CWG A CWG B CWG C CWG D 正向模式反向模式推挽模式 CWG A CWGxMODE = CWG B 转向 PWM 模式 CWGxMODE = CWG A CWG B CWG C CWG D DS938A_CN 第 2 页

3 TB38 时钟源选择用于死区控制的参考时钟可以从几个不同时钟源中选择这通过使用 CWG 时钟选择位 (GxCS) 来完成可用时钟源可能会因器件而异, 这点与输入源类似当所选的时钟源为 (6 MHz), 并且所选的输入源保持工作状态时, 即使在单片机处于休眠模式时, CWG 也仍然可以工作死区控制在半桥模式期间, 死区控制用于提供非重叠的输出信号 ; 在全桥模式期间, 它用于改变方向非重叠信号可防止外部电源开关交叉传导死区控制使用所选的时钟源作为产生延时所依据的参考时钟最多可以在上升沿死区计数器寄存器 (CWGxDBR) 和下降沿死区计数器寄存器 (CWGxDBF) 中放入一个 6 位的值来指示时钟延时周期的计数死区上升沿控制在图 3 中, 当 CWGxB 变为低电平时, 上升沿死区开始计数, 使 CWGxA 延迟个时钟周期, 然后才变为高电平图 3: 上升沿事件死区输入源 CWGxA 上升沿事件死区 CWGxB 时钟源上升沿事件死区计数器寄存器 (CWGxDBR) = xa DBR5 DBR4 DBR3 DBR2 DBR DBR 死区下降沿控制在图 4 中, 当 CWGxA 变为低电平时, 下降沿死区开始计数, 使 CWGxB 延迟个时钟周期, 然后才变为高电平图 4: 下降沿事件死区输入源 CWGxA CWGxB 下降沿事件死区时钟源下降沿事件死区计数器寄存器 (CWGxDBF) = xa DBF5 DBF4 DBF3 DBF2 DBF DBF DS938A_CN 第 3 页

4 TB38 CWGxDBR 和 CWGxDBF 是双缓冲寄存器当 CWG 使能位 EN 为时, 数据值在写入 CWGxDBR 和 CWGxDBF 寄存器之后立即装入 CWGxDBR 和 CWGxDBF 寄存器当 EN 为时, 数据值在 CWGxCON 寄存器的 LD 位置之后, 在 CWG 输入信号的下一个下降沿装入 CWGxDBR 和 CWGxDBF 寄存器如果输入源信号出现的时间不足以完成计数, 则相应输出上不会显示任何输出信号自动关断自动关断可以通过可用故障事件源之一或通过执行软件来触发可以使用自动关断控制寄存器 (CWGxAS) 来选择故障事件源自动关断是一种低电平有效的操作当所选的故障事件变为低电平时, 输出引脚将处于关断状态输出引脚关断状态可以选择为强制低电平强制高电平三态或无效, 可通过设置自动关断状态控制位 (LSBD/LSAC) 来实现此外, 用软件将自动关断控制寄存器 (CWGxAS) 的 SHUTDOWN 位置会强制输出进入关断状态关断状态可以一直保持, 直到用软件清除或自动清除自动清除自动关断需要使能自动重启使用自动重启使能位 (REN) 可以使能自动重启输出使能每个 CWG 输出引脚都具有独立的输出引脚使能控制当输出引脚使能位清零时, CWG 与输出引脚不连接当输出使能位置时, 则根据内部端口优先级选择重载值或是有效波形应用到引脚通过清零模块使能位, 可以完全禁止输出控制在 CWG 中, 使用输出使能位 (OEA:D) 来选择输出使能将该位置会使能输出默认情况下, 互补驱动器在输出 CWGxA/C 上配置为无效, 而在输出 CWGxB/D 上配置为有效一些器件允许将 CWG 输出转移到其备用引脚上使用备用引脚功能寄存器 (APFCON), 可以在其默认和备用引脚之间转移 CWG 输出功能对于具有外设引脚选择 (PPS) 功能的器件, 输出控制不可用每个器件引脚改为通过 PPS 寄存器独立地控制输出选择未在 PPS 寄存器中选择输出时, 外设与输出引脚不连接极性控制可以通过设置极性控制来使输出信号反相可以单独选择每个 CWG 输出的极性当输出极性位置时, 相应的输出会变为低电平有效清零输出极性位时, 相应输出将配置为高电平有效通过使输出信号的极性反转, 可以使输出 A 或输出 B 输出完全相同的信号输出极性使用输出极性位 (GxPOLA:D) 来选择死区时间计算和偏差死区的计时方式是对时钟周期进行计数, 从开始一直计数至其相应计数寄存器中的值确切的死区时间使用公式计算公式 : 时间计算时间计算并非每次都是精确的这称为时间偏差, 如图 5 所示图 5: TIME Rising Dead- Band Falling Dead- Band 时间偏差 Where: COUNT CWGxDBR CWGxDBF 时间偏差时钟源输入源 CWGxA CWGxB 当触发死区定时器的上升沿和下降沿事件源来自异步输入时 ( 如 CWGxIN 引脚的外部输入 ), 则会产生时间偏差可以使用公式 2 来计算时间偏差 DS938A_CN 第 4 页

5 TB38 公式 2: 时间偏差计算使用 MICROCHIP MPLAB 代码配置器 (MCC) 配置 CWG 在本节中, 采用 MPLAB 代码配置器 (MCC) 来轻松配置 CWG 模块 MCC 是一款用于 MPLAB X IDE 的人性化插件工具, 它基于在其图形用户界面 (Graphical User Interface,GUI) 中的设置和选择来生成用于控制和驱动 PIC 单片机外设的驱动程序关于在 MPLAB X IDE 中安装和设置 MCC 的信息, 请参见 MPLAB 代码配置器用户指南, 它可从获取以下步骤将说明如何使用 MCC 来配置 PIC6F59 中的 CWG 模块 CCP 的脉宽调制 (PWM) 输出信号 ( 以 5% 占空比运行 ) 用作输入源, 高频内部振荡器 () 用作死区参考时钟在成功完成配置后,CWG 会产生两个互补波形输出, 使用 CWGxIN 上连接的低电平有效外部开关可以终止它们以控制关断. 导航至 : Tools ( 工具 ) Embedded ( 已安装工具 ) MPLAB Code Configurator (MPLAB 代码配置器 ) 来启动 MCC 2. 在 MPLAB X 内, 在 Project Resources ( 项目资源 ) 窗口中的 System ( 系统 ) 标签上设置所需的配置寄存器和系统时钟源 3. 配置要使用的输入源 : PWM 配置 - 在器件资源面板下展开 PWM, 然后双击 PWM2 将该模块添加到 Project Resources 面板 - 在 Project Resources 窗口中单击 PWM2::PWM 后, 在中心面板中, 将占空比设置为 5%, 并选择 Timer2 作为定时器源选择 Timer2 作为 CCP 的定时器源时, 配置器会自动将其添加到 Project Resources 中 Timer2 配置 - 在 Project Resources 窗口中单击 TMR2::Timer 之后, 在中心面板中, 使用下拉菜单将预分频比设置为 :64, 将 PR Match Value (PR 匹配值 ) 设置为 xff - 选中 Start Timer After Initialization ( 初始化后启动定时器 ) 复选框 4. 配置 CCP 之后, 现在可以通过将该模块添加到 Project Resources 面板来配置 CWG 以下指示信息说明如何配置 CWG 5. 在 Project Resources 窗口中单击 CWG::CWG 之后, 在中心面板中, 通过选中 Enable CWG ( 使能 CWG) 复选框来使能 CWG 在 Select an Input Source ( 选择输入源 ) 下拉菜单中选择 PWM2OUT 作为输入源 6. 选择 (6 MHz) 作为死区定时器的参考时钟源 7. 在 Output Pins Configuration ( 输出引脚配置 ) 选项卡下, 选中 Enable CWGA Pin ( 使能 CWGA 引脚 ) 和 Enable CWGB Pin ( 使能 CWGB 引脚 ) 来使能这两个输出 - 选择 CWGA 和 CWGB 上的 Non-Inverted ( 同相 ) 复选框, 以忽略输出上的极性变化 8. 在 Auto-Shutdown ( 自动关断 ) 选项卡上, 选中 Shutdown when CWGFLT input is low (CWGFLT 输入为低电平时关断 ) 和 Enable Auto-Restart ( 使能自动重启 ) 复选框来激活自动关断和重启功能为避免关断, 将 CWGFLT (RA2) 引脚驱动为高电平 - 在下拉菜单中将 CWGA Pin Shutdown State (CWGA 引脚关断状态 ) 和 CWGB Pin Shutdown State (CWGB 引脚关断状态 ) 设置为 driven_low ( 低电平驱动 ) 9. 在 Rising Event ( 上升沿事件 ) 和 Falling Event ( 下降沿事件 ) 选项卡下配置死区控制时, 选择 9 to _counts (9 到次计数 ) 作为 CWG 上升沿 / 下降沿事件计数. 单击中心面板左上角的 Generate Code ( 生成代码 ) 按钮这会在项目中自动生成一个 main.c 文件此外, 它还会初始化每个模块, 并留下一个空 while() 循环用于输入定制代码关于 MCC 中 CWG 的用户界面, 请参见图 6 ; 关于为 CWG 模块生成的初始化代码, 请参见例 DS938A_CN 第 5 页

6 TB38 图 6: MCC 中 CWG 的用户界面 DS938A_CN 第 6 页

7 TB38 例 : MCC 为 CWG 生成的初始化代码软件许可协议 Microchip Technology Incorporated ( 以下简称本公司 ) 在此提供的软件旨在向本公司客户提供专门用于本公司生产的产品的软件本软件为本公司和 / 或其供应商所有, 并受到适用的版权法保护保留所有权利使用时违反前述约束的用户可能会依法受到刑事制裁, 并可能由于违背本许可的条款和条件而承担民事责任本软件是按现状提供的不附有任何形式的保证, 无论是明示的暗示的或法定的, 包括 ( 但不限于 ) 有关适销性和特定用途的暗示保证对于在任何情况下, 因任何原因造成的特殊的偶然的或间接的损害, 本公司概不负责 void CWG_initializerDefault(void) { // Set the CWG to the options selected in MPLAB Code Configurator // Writing to CWGxCON, CWGxCON, CWGxCON2, CWGxDBR & CWGxDBF registers // GASDLA driven_low; GIS PWM2OUT; GASDLB driven_low; CWGCON = xa3; // GASDSCLC2 disabled; GASDSC2 disabled; GASDSC disabled; // GARSEN enabled; GASDSFLT enabled; GASE no_auto_shutdown; CWGCON2 = x42; // CWGDBR 9to_counts; CWGDBR = x9; // CWGDBF 9to_counts; CWGDBF = x9; // GEN enabled; GOEA enabled; GOEB enabled; GCS ; // GPOLA normal_polarity; GPOLB normal_polarity; CWGCON = xe; } DS938A_CN 第 7 页

8 TB38 表 : 具有 CWG 模块的 8 位单片机系列汇总系列输入源时钟源关断源模式 PIC(L)F3XX LCOUT NCOOUT PWM2 PWM LCOUT CWGFLT (CWGIN) n/a PICX(L)F5X CLCOUT NCOOUT PWM4 PWM3 PWM2 PWM C2 C CLC2 CWGFLT (CWGIN) n/a PIC6(L)F45X PWM2 PWM C C2 C2 C CWGFLT (CWGIN) n/a PICX(L)F57x PWM3 PWM2 PWM C C CWGFLT (CWGIN) n/a PICX(L)F62/3 CCP2 CCP C2 C CWGIN TMR6 TMR4 TMR2 C2 C CWGFLT (CWGIN) 半桥全桥推挽转向模式结论本技术简介概述了 CWG 外设的特性和功能同时介绍了相关值 ( 如死区时间 ) 的计算此外, 还使用代码配置器 MCC 演示了 CWG 的配置, 使用 MCC 生成了示例初始化代码 DS938A_CN 第 8 页

9 请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点 : Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标 Microchip 确信 : 在正常使用的情况下, Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一目前, 仍存在着恶意甚至是非法破坏代码保护功能的行为就我们所知, 所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操作规范来使用 Microchip 产品的这样做的人极可能侵犯了知识产权 Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作 Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性代码保护并不意味着我们保证产品是牢不可破的代码保护功能处于持续发展中 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视为违反了数字器件千年版权法案 (Digital Millennium Copyright Act) 如果这种行为导致他人在未经授权的情况下, 能访问您的软件或其他受版权保护的成果, 您有权依据该法案提起诉讼, 从而制止这种行为提供本文档的中文版本仅为了便于理解请勿忽视文档中包含的英文部分, 因为其中提供了有关 Microchip 产品性能和使用情况的有用信息 Microchip Technology Inc. 及其分公司和相关公司各级主管与员工及事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任建议参考 Microchip Technology Inc. 的英文原版文档本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利, 它们可能由更新之信息所替代确保应用符合技术规范, 是您自身应负的责任 Microchip 对这些信息不作任何明示或暗示书面或口头法定或其他形式的声明或担保, 包括但不限于针对其使用情况质量性能适销性或特定用途的适用性的声明或担保 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任如果将 Microchip 器件用于生命维持和 / 或生命安全应用, 一切风险由买方自负买方同意在由此引发任何一切伤害索赔诉讼或费用时, 会维护和保障 Microchip 免于承担法律责任, 并加以赔偿除非另外声明, 在 Microchip 知识产权保护下, 不得暗中或以其他方式转让任何许可证 Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe 与位于俄勒冈州 Gresham 的全球总部设计和晶圆生产厂及位于美国加利福尼亚州和印度的设计中心均通过了 ISO/TS-6949:29 认证 Microchip 的 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳码器件串行 EEPROM 单片机外设非易失性存储器和模拟产品严格遵守公司的质量体系流程此外, Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了 ISO 9:2 认证 QUALITY MANAGEMENT SYSTEM CERTIFIED BY DNV == ISO/TS 6949 == 商标 Microchip 的名称和徽标组合 Microchip 徽标 AnyRate dspic FlashFlex flexpwr Heldo JukeBlox KeeLoq KeeLoq 徽标 Kleer LANCheck LINK MD MediaLB MOST MOST 徽标 MPLAB OptoLyzer PIC PICSTART PIC32 徽标 RightTouch SpyNIC SST SST 徽标 SuperFlash 及 UNI/O 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的注册商标 ClockWorks The Embedded Control Solutions Company ETHERSYNCH Hyper Speed Control HyperLight Load IntelliMOS mtouch Precision Edge 和 QUIET-WIRE 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标 Analog-for-the-Digital Age Any Capacitor AnyIn AnyOut BodyCom chipkit chipkit 徽标 CodeGuard dspicdem dspicdem.net Dynamic Average Matching DAM ECAN EtherGREEN In-Circuit Serial Programming ICSP Inter- Chip Connectivity JitterBlocker KleerNet KleerNet 徽标 MiWi motorbench MPASM MPF MPLAB Certified 徽标 MPLIB MPLINK MultiTRAK NetDetach Omniscient Code Generation PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail PureSilicon RightTouch 徽标 REAL ICE Ripple Blocker Serial Quad I/O SQI SuperSwitcher SuperSwitcher II Total Endurance TSHARC USBCheck VariSense ViewSpan WiperLock Wireless DNA 和 ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的商标 SQTP 为 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记 Silicon Storage Technology 为 Microchip Technology Inc. 在除美国外的国家或地区的注册商标 GestIC 为 Microchip Technology Inc. 的子公司 Microchip Technology Germany II GmbH & Co. & KG 在除美国外的国家或地区的注册商标在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有 26, Microchip Technology Inc. 版权所有 ISBN: DS938A_CN 第 9 页

10 全球销售及服务网点美洲亚太地区亚太地区欧洲公司总部 Corporate Office 2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ Tel: Fax: 技术支持 : support 网址 : 亚特兰大 Atlanta Duluth, GA Tel: Fax: 奥斯汀 Austin, TX Tel: 波士顿 Boston Westborough, MA Tel: Fax: 芝加哥 Chicago Itasca, IL Tel: Fax: 克里夫兰 Cleveland Independence, OH Tel: Fax: 达拉斯 Dallas Addison, TX Tel: Fax: 底特律 Detroit Novi, MI Tel: 休斯敦 Houston, TX Tel: 印第安纳波利斯 Indianapolis Noblesville, IN Tel: Fax: 洛杉矶 Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: Fax: 纽约 New York, NY Tel: 圣何塞 San Jose, CA Tel: 加拿大多伦多 Toronto Tel: Fax: 亚太总部 Asia Pacific Office Suites 377-4, 37th Floor Tower 6, The Gateway Harbour City, Kowloon Hong Kong Tel: Fax: 中国 - 北京 Tel: Fax: 中国 - 成都 Tel: Fax: 中国 - 重庆 Tel: Fax: 中国 - 东莞 Tel: 中国 - 杭州 Tel: Fax: 中国 - 香港特别行政区 Tel: Fax: 中国 - 南京 Tel: Fax: 中国 - 青岛 Tel: Fax: 中国 - 上海 Tel: Fax: 中国 - 沈阳 Tel: Fax: 中国 - 深圳 Tel: Fax: 中国 - 武汉 Tel: Fax: 中国 - 西安 Tel: Fax: 中国 - 厦门 Tel: Fax: 中国 - 珠海 Tel: Fax: 台湾地区 - 高雄 Tel: 台湾地区 - 台北 Tel: Fax: 台湾地区 - 新竹 Tel: Fax: 澳大利亚 Australia - Sydney Tel: Fax: 印度 India - Bangalore Tel: Fax: 印度 India - New Delhi Tel: Fax: 印度 India - Pune Tel: 日本 Japan - Osaka Tel: Fax: 日本 Japan - Tokyo Tel: Fax: 韩国 Korea - Daegu Tel: Fax: 韩国 Korea - Seoul Tel: Fax: 或马来西亚 Malaysia - Kuala Lumpur Tel: Fax: 马来西亚 Malaysia - Penang Tel: Fax: 菲律宾 Philippines - Manila Tel: Fax: 新加坡 Singapore Tel: Fax: 泰国 Thailand - Bangkok Tel: Fax: 奥地利 Austria - Wels Tel: Fax: 丹麦 Denmark-Copenhagen Tel: Fax: 法国 France - Paris Tel: Fax: 德国 Germany - Dusseldorf Tel: 德国 Germany - Karlsruhe Tel: 德国 Germany - Munich Tel: Fax: 意大利 Italy - Milan Tel: Fax: 意大利 Italy - Venice Tel: 荷兰 Netherlands - Drunen Tel: Fax: 波兰 Poland - Warsaw Tel: 西班牙 Spain - Madrid Tel: Fax: 瑞典 Sweden - Stockholm Tel: 英国 UK - Wokingham Tel: Fax: /4/5 DS938A_CN 第页

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untitled C 8051 MCU SPI EEPROM Alexandru Valeanu Microchip Technology Inc. Microchip Technology 25XXX EEPROM SPI 25XXX EEPROM SO 25XXX EEPROM 3MHz 20 MHz SPI HOLD 25XXX EEPROM EEPROM MCU HOLD 25XXX EEPROM SPI EEPROM