市场上很多单片机都是由I²C总线接口，工作时总线状态有硬件检测控制，无需人工干预。但是我们的51单片机没有I²C但我们可以通过软件模拟总线接口I²C控制总线的工作时间I²C总线接口设备。

为保证数据传输的可靠性，标准I²C总线的数据传输有严格的时序要求。单片机在模拟I²C在通信总线时，应编写以下关键部分：总线初始化、启动信号、响应信号、停止信号、写1字节、读1字节。

E²PROM：电可擦可编程只读存储器

E²PROM拥有I²总线接口，ATMEL公司生产的AR24C系列E²PROM，主要型号有AT24C01/02/04/08/16，02对应的储存容量是256X8。采用这类芯片可以解决掉电数据保存问题，可对所存数据保存100年，并可多次擦写，擦写次数可达10W次以上。

AT24C02芯片的常用封装形式有直插式和贴片式两种。如下图所示

下图是它的引脚图

各引脚功能如下：

• 1、2、3引脚（A0、A1、A2）——可编程地址输入端
• 4（GND）——电源接地端
• 5（SDA）——串行数据输入/输出端
• 6（SCL）——串行时钟输入端
• 7（WP）——写保护输入端，用于硬件数据保护。其为低电平时，可以对整个存储器进行正常的读/写操作；为高电平时，存储器具有写保护功能，但读操作不受影响。
• 8（VCC）——电源正端

AT24C02的存储容量为2Kb，内部分成32页，每页8B，共256B（这里注意一下，存储容量为2Kb等于2048位，256B表示256个字节，小写b表示bit，位；大写B表示byte，字节），操作时有两种寻址方式：芯片寻址和片内子地址寻址。

1. 芯片寻址

   AT24C02的芯片地址为1010，期地址控制字格式为1010A2A1A0R/W，其中A2、A1、A0为可编程地址选择位。A2、A1、A0引脚接高、低电平后得到确定的3位编码，与1010形成7位编码，即该器件的地址码。R/W为芯片读写控制位，该位为0，表示对芯片进行写操作；该位为1，表示对芯片进行读操作。

2. 片内子地址寻址

   芯片寻址可对内部256B中的任何一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单元。

串行E²PROM一般有两种写入方式：字节写入方式、页写入方式。

页写入方式允许在一个写周期（10ms）左右对1字节到1页的若干字节进行编程写入，AT24C02的页面大小为8B。采用页写入方式可提高写入效率，但容易发生事故。AT24C系列芯片内地址在接收到每个数据字节后自动加1，故装载一页以内数据字节时，只用输入首地址。如果写到此页的最后1字节，主器件继续发送数据，数据将重新从该页的首地址写入，进而造成原来的数据丢失，这就是页地址空间的“上卷”现象。（这个就是说只要输入每页首地址，数据就会从首地址自动的一个个排下去，如果排满了，会从这一页的首位再开始接受，那么原来的首位就消失了，就是这个意思）

解决“上卷”的方式：在第8个数据后将地址强制加1，或是将下一页的首地址重新赋给寄存器。

1. 字节写入方式

   单片机在一次数据帧中只访问E²PROM一个单元。该方式下，单片机先发送启动信号，然后送1字节的控制字（1010A2A1A0R/W这个，声明控制这个芯片），再送1字节的存储器单元子地址（00~FF）。上述2个字节都得到E²PROM响应后，发送8位数据，最后再发送1位停止信号。

   发送流程如下

2. 页写入方式

   单片机在一个数据写周期内，可以连续 访问1页（8个）E²PROM存储单元，单片机先发送启动信号，接着送1字节的控制字，再送1字节的存储器起始单元地址。上述字节都得到E²PROM应答后，就可以发送最多1页的数据，并顺序存放在以指定起始地址开始的相继单元，最后以停止信号结束。

   流程如下 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-REdplo3X-1601302118650)(C:/Users/Asus/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20200927165030037.png)]

3. 指定地址读操作

   读指定地址单元的数据。单片机在启动信号后先发送含有片选地址的写操作控制字，E²PROM应答后发送1字节的指定单元地址，再发送一个含有片选地址的读操作控制字。如果E²PROM做出应答，被访问单元的数据就会按SCL信号同步出现在串行数据/地址线SDA上。（这里简单来说，写入器件地址，然后写入器件内部地址，然后让给单片机一个读的指令，让单片机读取该地址器件内部的地址上的数据，就酱）

   这种读操作的数据帧格式如下

4. 指定地址连续读

   该方式的读地址控制与前面指定地址读相同。单片机接收到每个字节数据后应做出应答，只要E²PROM检测到应答信号，其内部的地址寄存器就自动加1，指向下一个单元，并顺序将指向的单元的数据送到SDA串行数据线上。当需要结束读操作时，单片机接收到数据后在需要应答的时刻发送一个非应答信号，在发送一个停止信号即可。

实例：利用定时器产生一个0~99秒变化的秒表，并且显示在数码管上，每过1秒，将这个变化的数写入板上AT23C02内部。当关闭实验板电源，并再次打开实验板电源时，单片机先从AT24C02中将原来写入的数读出来，接着此数继续变化并显示在数码管上

#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int 
bit write=0;//定义了一个单个的二进制位，这个位的值初始是0，然后要么1要么0
sbit sda=P2^0;
sbit scl=P2^1;
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
uchar sec,tcnt;
uchar code table[]={ 
        0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 
                    0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
void delay(){ 
        ;;}
void delay1ms(uint z)
{ 
        
    uint x,y;
    for(x=z;x>0;x--)
        for(y=110;y>0;y--);
}
void start()//启动信号
{ 
        
    sda=1;
    delay();
    scl=1;
    delay();
    sda=0;
    delay();
}
void stop()//停止信号
{ 
        
    sda=0;
    delay();
    scl=1;
    delay();
    sda=1;
    delay();
}
void respons()//应答信号
{ 
        
    unsigned char i;
    scl=1;
    delay();
    while((sda==1)&&(i<256))
    { 
        
        i++;
    }
    scl=0;
    delay();
}
void init()//总线初始化
{ 
        
    scl=1;
    delay();
    sda=1;
    delay();
}
void write_byte(uchar date)//写操作
{ 
        
    unsigned char i,temp;
    temp=date;
    for(i=0;i<8;i++)
 { 
        
     temp=temp<<1;
     scl=0;
     delay();
     sda=CY;
     delay();
     scl=1;
     delay();
 }
    scl=0;
    delay();
    sda=1;
    delay();
}
uchar read_byte()
{ 
        
    unsigned char i,k;
    scl=0;
    delay();
    sda=1;
    delay();
    for(i=0;i<8;i++)
    { 
        
        scl=1;
        delay();
        k=(k<<1)|sda;
        scl=0;
        delay();
    }
    delay();
    return k;
}
void write_add(uchar address,uchar date)//字节写入格式格式
{ 
        
    start();
    write_byte(0xa0);//10100000
    respons();
    write_byte(address);
    respons();
    write_byte(date);
    respons();
    stop();
}
uchar read_add(uchar address)
{ 
        
    uchar date;
    start();
    write_byte(0xa0);
    respons();
    write_byte(address);
    respons();
    start();
    write_byte(0xa1);
    respons();
    date=read_byte();
    stop();
    return date;    
}
void display(uchar shi_c,uchar ge_c)//显示程序
{ 
        
    dula=0;
    P0=table[shi_c];//显示第一位
    dula=1;
    dula=0;
    wela=0;
    P0=0xfd;//11111101
    wela=1;
    wela=0;
    delay1ms(500);
    dula=0;
    P0=table[ge_c];//显示第二位
    dula=1;
    dula=0;
    wela=0;
    P0=0xfe;//11111110
    wela=1;
    wela=0;
    delay1ms(500);
}
void main()
{ 
        
    init();
    sec=read_add(2);//读出保存的数据赋予sec
    if (sec>100)//防止首次读取出现错误
    { 
        
        sec=0;
    }
    TMOD=0x01;//定时器工作在方式1
    ET0=1;
    EA=1;
    TH0=(65536-50000)/256;
    TL0=(65536-50000)%256;//定时器0.05秒中断一次
    TR0=1;//启动定时器
    while(1)
    { 
        
        display(sec/10,sec%10);
        if(write==1)//判断计时器是否计时1秒
        { 
        
            write=0;//清0
            write_add(2,sec);//在24c02的地址2中写入数据sec
        }
    }
}
void t0() interrupt 1//定时器中断服务函数
{ 
        
    TH0=(65536-50000)/256;
    TL0=(65536-50000)%256;
    tcnt++;//每过50ms，tcnt加1
    if(tcnt==20)
    { 
        
        tcnt=0;//重新再计
        sec++;
        write=1;//1秒写一次24c02
        if(sec==100)//定时100秒，再从零开始计时
        { 
        
            sec=0;
        }
    }
}