1.IIC-EEPROM介绍
I2C 协议层
（1）数据有效性规定
SCL 线为高电平期间，SDA 线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL
线为高电平期间，SDA 线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用
的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。
主机发送信号给从机，需要产生起始信号，之后开始发送信号访问从机，从机接收信号后如果想要主机继续发送数据，就回复应答信号(低电平0)，主机继续发送信号。从机不想接收则回复非应答信号(高电平1)。
主机接收从机信号亦可。
总线的寻址方式
I2C 总线寻址按照从机地址位数可分为两种，一种是 7 位，另一种是 10
位。采用 7 位的寻址字节（寻址字节是起始信号后的第一个字节）的位定义如
下：
D7～D1 位组成从机的地址。D0 位是数据传送方向位，为“ 0”时表示主机
向从机写数据，为“1”时表示主机由从机读数据。
例主机发送数据给从机，需要有从机地址。从机相同地址才可以对应接收。从机地址分为固定地址和可编程地址，可编程地址决定从机的数目的多少。若为4(固定)+3(编程位)
，则从机数目为2的3次方，即8个可编程位。
（5）数据传输
I2C 总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址信号，又包括真正的数据
信号。在起始信号后必须传送一个从机的地址（
7 位），第 8 位是数据的传送264
方向位（R/W），用“ 0”表示主机发送（写）数据（
W），“ 1”表示主机接收
数据（R）。每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希望
继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信
号对另一从机进行寻址。
在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合方式：
a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过程中不变
注意：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据由从
机向主机传送。A 表示应答，A 非表示非应答（高电平）。S 表示起始信号，P 表
示终止信号。
解释：主机发送信号给从机，0表示从机接收，A表示从机做出应答型号，主机继续传输数据...直到非应答或不在发送时停止.
b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复
产生一次，但两次读/写方向位正好相反
由于 51 单片机没有硬件 IIC 接口，即使有
硬件接口我们通常还是采用软件模拟 I2C。主要原因是硬件 IIC 设计的比较复
杂，而且稳定性不怎么好，程序移植比较麻烦，而用软件模拟 IIC，最大的好处
就是移植方便，同一个代码兼容所有单片机，任何一个单片机只要有 IO 口（不
需要特定 IO），都可以很快的移植过去。
2. AT24C02 介绍
AT24C02是系列，02表示02系列。我们开发板上使用的是 AT24C02（EEPROM）265
芯片，此芯片具有 I2C 通信接口，芯片内保存的数据在掉电情况下都不丢失，
所以通常用于存放一些比较重要的数据等。
AT24C02 芯片管脚及外观图如下图所示：
AT24C02 器件地址为 7 位，高 4 位固定为 1010，低 3 位由 A0/A1/A2 信
号线的电平决定。 因为传输地址或数据是以字节为单位传送的，当传送地址时，
器件地址占 7 位，还有最后一位（最低位 R/W）用来选择读写方向，它与地址
无关。其格式如下：
我们开发板已经将芯片的 A0/A1/A2 连接到 GND，所以器件地址为
1010000，即 0x50（未计算最低位）。如果要对芯片进行写操作时，R/W 即为 0，
写器件地址即为 0XA0；如果要对芯片进行读操作时，R/W 即为 1，此时读器件
地址为 0XA1。开发板上也将 WP 引脚直接接在 GND 上，此时芯片允许数据正常
读写。
3. 硬件设计
本实验使用到硬件资源如下：
（1）独立按键（K1-K4）
（2）动态数码管
（3）EEPROM 模块电路（AT24C02）
4 软件设计
注：需要创建多文件工程，因为要用到独立按键、数码管、EEPROM，所以需要将前面实验编写的独立按键、数码管、延时等程序全部放到 main.c 中来，此时在不增加 EEPROM 驱动程序时，main.c 文件中的代码量已经非常冗长，极其不便于程序的阅读、移植和维护，因此可用多文件管理的办法来使工程易于阅读、移植和维护。操作方法如下：
全部源文件和头文件：
主函数部分：
24c02部分：
iic部分：
独立按键部分代码：
数码管部分：
延时函数部分：
5 实验现象
使用 USB 线将开发板和电脑连接成功后（电脑能识别开发板上 CH340 串口），
把编译后产生的.hex 文件烧入到芯片内，实现现象如下：码管右 3 位显示 0，
按 K1 键将数据写入到 EEPROM 内保存，按 K2 键读取 EEPROM 内保存的数据，按
K3 键显示数据加 1，按 K4 键显示数据清零，最大能写入的数据是 255。
