從原理上來講，UART屬于異步通信，比如電腦發送給單片機，電腦只負責把數據通過TXD發送出來即可，接收數據是單片機自己的事情。而I2C屬于同步通信，SCL時鐘線負責收發雙方的時鐘節拍，SDA數據線負責傳輸數據。I2C的發送方和接收方都以SCL這個時鐘節拍為基準進行數據的發送和接收。

從應用上來講，UART通信多用于板間通信，比如單片機和電腦，這個設備和另外一個設備之間的通信。而I2C多用于板內通信，比如單片機和我們本章要學的EEPROM之間的通信。

在硬件上，I2C總線是由時鐘總線SCL和數據總線SDA兩條線構成，連接到總線上的所有的器件的SCL都連到一起，所有的SDA都連到一起。I2C總線是開漏引腳并聯的結構，因此我們外部要添加上拉電阻。對于開漏電路外部加上拉電阻的話，那就組成了線“與”的關系。總線上線“與”的關系，那所有接入的器件保持高電平，這條線才是高電平。而任意一個器件輸出一個低電平，那這條線就會保持低電平，因此可以做到任何一個器件都可以拉低電平，也就是任何一個器件都可以作為主機，如圖14-1所示，我們添加了R63和R64兩個上拉電阻。

圖14-1 I2C總線的上拉電阻

雖然說任何一個設備都可以作為主機，但絕大多數情況下我們都是用微處理器，也就是我們的單片機來做主機，而總線上掛的多個器件，每一個都像電話機一樣有自己唯一的地址，在信息傳輸的過程中，通過這唯一的地址可以正常識別到屬于自己的信息，在我們的KST-51開發板上，就掛接了2個I2C設備，一個是24C02，一個是PCF8591。

我們在學習UART串行通信的時候，知道了我們的通信流程分為起始位、數據位、停止位這三部分，同理在I2C中也有起始信號、數據傳輸和停止信號，如圖14-2所示。

圖14-2 I2C時序流程圖

從圖上可以看出來，I2C和UART時序流程有相似性，也有一定的區別。UART每個字節中，都有一個起始位，8個數據位和1位停止位。而I2C分為起始信號，數據傳輸部分，最后是停止信號。其中數據傳輸部分，可以一次通信過程傳輸很多個字節，字節數是不受限制的，而每個字節的數據最后也跟了一位，這一位叫做應答位，通常用ACK表示，有點類似于UART的停止位。

下面我們一部分一部分的把I2C通信時序進行剖析。之前我們學過了UART，所以學習I2C的過程我盡量拿UART來作為對比，這樣有助于更好的理解。但是有一點大家要理解清楚，就是UART通信雖然我們用了TXD和RXD兩根線，但是實際一次通信，1條線就可以完成，2條線是把發送和接收分開而已，而I2C每次通信，不管是發送還是接收，必須2條線都參與工作才能完成，為了更方便的看出來每一位的傳輸流程，我們把圖14-2改進成圖14-3。

圖14-3 I2C通信流程解析

起始信號：UART通信是從一直持續的高電平出現一個低電平標志起始位；而I2C通信的起始信號的定義是SCL為高電平期間，SDA由高電平向低電平變化產生一個下降沿，表示起始信號，如圖14-3中的start部分所示。

數據傳輸：首先，UART是低位在前，高位在后；而I2C通信是高位在前，低位在后。第二，UART通信數據位是固定長度，波特率分之一，一位一位固定時間發送完畢就可以了。而I2C沒有固定波特率，但是有時序的要求，要求當SCL在低電平的時候，SDA允許變化，也就是說，發送方必須先保持SCL是低電平，才可以改變數據線SDA，輸出要發送的當前數據的一位；而當SCL在高電平的時候，SDA絕對不可以變化，因為這個時候，接收方要來讀取當前SDA的電平信號是0還是1，因此要保證SDA的穩定不變化，如圖14-3中的每一位數據的變化，都是在SCL的低電平位置。8為數據位后邊跟著的是一位響應位，響應位我們后邊還要具體介紹。

停止信號：UART通信的停止位是一位固定的高電平信號；而I2C通信停止信號的定義是SCL為高電平期間，SDA由低電平向高電平變化產生一個上升沿，表示結束信號，如圖14-3中的stop部分所示。

上一節介紹的是I2C每一位信號的時序流程，而I2C通信在字節級的傳輸中，也有固定的時序要求。I2C通信的起始信號(Start)后，首先要發送一個從機的地址，這個地址一共有7位，緊跟著的第8位是數據方向位(R/W)，‘0’表示接下來要發送數據(寫)，‘1’表示接下來是請求數據(讀)。

我們知道，打電話的時候，當撥通電話，接聽方撿起電話肯定要回一個“喂”，這就是告訴撥電話的人，這邊有人了。同理，這個第九位ACK實際上起到的就是這樣一個作用。當我們發送完了這7位地址和1位方向位，如果我們發送的這個地址確實存在，那么這個地址的器件應該回應一個ACK‘0’，如果不存在，就沒“人”回應ACK。

那我們寫一個簡單的程序，訪問一下我們板子上的EEPROM的地址，另外在寫一個不存在的地址，看看他們是否能回一個ACK，來了解和確認一下這個問題。

我們板子上的EEPROM器件型號是24C02，在24C02的數據手冊3.6部分說明了，24C02的7位地址中，其中高4位是固定的1010，而低3位的地址取決于我們電路的設計,由芯片上的A2、A1、A0這3個引腳的實際電平決定，來看一下我們的24C02的電路圖，如圖14-4所示。

圖14-4 24C02原理圖

從圖14-4可以看出來，我們的A2、A1、A0都是接的GND，也就是說都是0，因此我們的7位地址實際上是二進制的1010000，也就是0x50。我們用I2C的協議來尋址0x50，另外再尋址一個不存在的地址0x62，尋址完畢后，把返回的ACK顯示到我們的1602液晶上，大家對比一下。

/***********************lcd1602.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

#define LCD1602_DB   P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E  = P1^5;

void LcdWaitReady()  //等待液晶準備好

{

    unsigned char sta;

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 1;

    do

    {

        LCD1602_E = 1;

        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態字

        LCD1602_E = 0;

    } while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重復檢測直到其等于0為止

}

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)  //寫入命令函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = cmd;

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdWriteDat(unsigned char dat)  //寫入數據函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 1;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = dat;

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str)  //顯示字符串，屏幕起始坐標(x,y)，字符串指針str

{

    unsigned char addr;

    //由輸入的顯示坐標計算顯示RAM的地址

    if (y == 0)

        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從0x00起始

    else

        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從0x40起始

    //由起始顯示RAM地址連續寫入字符串

    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //寫入起始地址

    while (*str != '\0')      //連續寫入字符串數據，直到檢測到結束符

    {

        LcdWriteDat(*str);

        str++;

    }

}

void LcdInit()  //液晶初始化函數

{

    LcdWriteCmd(0x38);  //16*2顯示，5*7點陣，8位數據接口

    LcdWriteCmd(0x0C);  //顯示器開，光標關閉

    LcdWriteCmd(0x06);  //文字不動，地址自動+1

    LcdWriteCmd(0x01);  //清屏

}

/*************************main.c文件程序源代碼**************************/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

#define I2CDelay()  {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}

sbit I2C_SCL = P3^7;

sbit I2C_SDA = P3^6;

bit I2CAddressing(unsigned char addr);

extern void LcdInit();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

void main ()

{

    bit ack;

    unsigned char str[10];

    LcdInit();        //初始化液晶

    ack = I2CAddressing(0x50); //查詢地址為0x50的器件

    str[0] = '5';              //將地址和應答值轉換為字符串

    str[1] = '0';

    str[2] = ':';

    str[3] = (unsigned char)ack + '0';

    str[4] = '\0';

    LcdShowStr(0, 0, str);     //顯示到液晶上

    ack = I2CAddressing(0x62); //查詢地址為0x62的器件

    str[0] = '6';              //將地址和應答值轉換為字符串

    str[1] = '2';

    str[2] = ':';

    str[3] = (unsigned char)ack + '0';

    str[4] = '\0';

    LcdShowStr(8, 0, str);     //顯示到液晶上

    while(1)

    {}

}

void I2CStart()  //產生總線起始信號

{

    I2C_SDA = 1; //首先確保SDA、SCL都是高電平

    I2C_SCL = 1;

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 0; //先拉低SDA

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0; //再拉低SCL

}

void I2CStop()   //產生總線停止信號

{

    I2C_SCL = 0; //首先確保SDA、SCL都是低電平

    I2C_SDA = 0;

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1; //先拉高SCL

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 1; //再拉高SDA

    I2CDelay();

}

bit I2CWrite(unsigned char dat) //I2C總線寫操作，待寫入字節dat，返回值為從機應答位的值

{

    bit ack;  //用于暫存應答位的值

    unsigned char mask;  //用于探測字節內某一位值的掩碼變量

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1) //從高位到低位依次進行

    {

        if ((mask&dat) == 0)  //該位的值輸出到SDA上

            I2C_SDA = 0;

        else

            I2C_SDA = 1;

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 1;          //拉高SCL

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 0;          //再拉低SCL，完成一個位周期

    }

    I2C_SDA = 1;   //8位數據發送完后，主機釋放SDA，以檢測從機應答

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1;   //拉高SCL

    I2CDelay();

    ack = I2C_SDA; //讀取此時的SDA值，即為從機的應答值

    I2C_SCL = 0;   //再拉低SCL完成應答位，并保持住總線

    return ack;    //返回從機應答值

}

bit I2CAddressing(unsigned char addr) //I2C尋址函數，即檢查地址為addr的器件是否存在，返回值為其應答值，即應答則表示存在，非應答則表示不存在

{

    bit ack;

    I2CStart();  //產生起始位，即啟動一次總線操作

    ack = I2CWrite(addr<<1);  //器件地址需左移一位，因尋址命令的最低位為讀寫位，用于表示之后的操作是讀或寫

    I2CStop();   //不需進行后續讀寫，而直接停止本次總線操作

    return ack;

}

我們把這個程序在KST-51開發板上運行完畢，會在液晶上邊顯示出來我們預想的結果，主機發送一個存在的從機地址，從機會回復一個應答位；主機如果發送一個不存在的從機地址，就沒有從機應答。

前邊我有提到過有一個利用庫函數_nop_()來進行精確延時，一個_nop_()的時間就是一個機器周期，這個庫函數是包含在了intrins.h這個庫文件中，我們如果要使用這個庫函數，只需要在程序最開始，和包含reg52.h一樣，include<intrins.h>之后，我們程序就可以直接使用這個庫函數了。

還有一點要提一下，I2C通信分為低速模式100kbit/s，快速模式400kbit/s和高速模式3.4Mbit/s。因為所有的I2C器件都支持低速，但卻未必支持另外兩種速度，所以作為通用的I2C程序我們選擇100k這個速率來實現，也就是說實際程序產生的時序必須小于等于100k的時序參數，很明顯也就是要求SCL的高低電平持續時間都不短于5us，因此我們在時序函數中通過插入I2CDelay()這個總線延時函數（它實際上就是4個NOP指令，用define在文件開頭做了定義），加上改變SCL值語句本身占用的至少一個周期，來達到這個速度限制。如果以后需要提高速度，那么只需要減小這里的總線延時時間即可。

此外我們要學習一個發送數據的技巧，就是I2C通信時如何將一個字節的數據發送出去。大家注意寫函數中，我用的那個for循環的技巧。for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1)，由于I2C通信是從高位開始發送數據，所以我們先從最高位開始，0x80和dat進行按位與運算，從而得知dat第7位是0還是1，然后右移一位，也就是變成了用0x40和dat按位與運算，得到第6位是0還是1，一直到第0位結束，最終通過if語句，把dat的8位數據依次發送了出去。其他的邏輯大家對照前邊講到的理論知識，認真研究明白就可以了。

在實際的應用中，保存在單片機RAM中的數據，掉電后數據就丟失了，保存在單片機的FLASH中的數據，又不能隨意改變，也就是不能用它來記錄變化的數值。但是在某些場合，我們又確實需要記錄下某些數據，而它們還時常需要改變或更新，掉電之后數據還不能丟失，比如我們的家用電表度數，我們的電視機里邊的頻道記憶，一般都是使用EEPROM來保存數據，特點就是掉電后不丟失。我們板子上使用的這個器件是24C02，是一個容量大小是2Kbit位，也就是256個字節的EEPROM。一般情況下，EEPROM擁有30萬到100萬次的壽命，也就是它可以反復寫入30-100萬次，而讀取次數是無限的。

24C02是一個基于I2C通信協議的器件，因此從現在開始，我們的I2C和我們的EEPROM就要合體了。但是大家要分清楚，I2C是一個通信協議，它擁有嚴密的通信時序邏輯要求，而EEPROM是一個器件，只是這個器件采樣了I2C協議的接口與單片機相連而已，二者并沒有必然的聯系，EEPROM可以用其他接口，I2C也可以用在其它很多器件上。

1、EEPROM寫數據流程

第一步，首先是I2C的起始信號，接著跟上首字節，也就是我們前邊講的I2C的器件地

址(EERPOM)，并且在讀寫方向上選擇“寫”操作。

第二步，發送數據的存儲地址。我們24C02一共256個字節的存儲空間，地址從0x00到0xFF，我們想把數據存儲在哪個位置，此刻寫的就是哪個地址。

第三步，發送要存儲的數據第一個字節，第二個字節......注意在寫數據的過程中，EEPROM每個字節都會回應一個“應答位0”，來告訴我們寫EEPROM數據成功，如果沒有回應答位，說明寫入不成功。

在寫數據的過程中，每成功寫入一個字節，EEPROM存儲空間的地址就會自動加1，當加到0xFF后，再寫一個字節，地址會溢出又變成了0x00。

2、EEPROM讀數據流程

第一步，首先是I2C的起始信號，接著跟上首字節，也就是我們前邊講的I2C的器件地

址(EERPOM)，并且在讀寫方向上選擇“寫”操作。這個地方可能有同學會詫異，我們明明是讀數據為何方向也要選“寫”呢？剛才說過了，我們24C02一共有256個地址，我們選擇寫操作，是為了把所要讀的數據的存儲地址先寫進去，告訴EEPROM我們要讀取哪個地址的數據。這就如同我們打電話，先撥總機號碼(EEPROM器件地址)，而后還要繼續撥分機號碼(數據地址)，而撥分機號碼這個動作，主機仍然是發送方，方向依然是“寫”。

第二步，發送要讀取的數據的地址，注意是地址而非存在EEPROM中的數據，通知EEPROM我要哪個分機的信息。

第三步，重新發送I2C起始信號和器件地址，并且在方向位選擇“讀”操作。

這三步當中，每一個字節實際上都是在“寫”，所以每一個字節EEPROM都會回應一個“應答位0”。

第四步，讀取從器件發回的數據，讀一個字節，如果還想繼續讀下一個字節，就發送一個“應答位ACK(0)”，如果不想讀了，告訴EEPROM，我不想要數據了，別再發數據了，那就發送一個“非應答位NACK(1)”。

和寫操作規則一樣，我們每讀一個字節，地址會自動加1，那如果我們想繼續往下讀，給EEPROM一個ACK(0)低電平，那再繼續給SCL完整的時序，EEPROM會繼續往外送數據。如果我們不想讀了，要告訴EEPROM不要數據了，那我們直接給一個NAK(1)高電平即可。這個地方大家要從邏輯上理解透徹，不能簡單的靠死記硬背了，一定要理解明白。梳理一下幾個要點：A、在本例中單片機是主機，24C02是從機；B、無論是讀是寫，SCL始終都是由主機控制的；C、寫的時候應答信號由從機給出，表示從機是否正確接收了數據；D、讀的時候應答信號則由主機給出，表示是否繼續讀下去。

那我們下面寫一個程序，讀取EEPROM的0x02這個地址上的一個數據，不管這個數據之前是多少，我們都再將讀出來的數據加1，再寫到EEPROM的0x02這個地址上。此外我們將I2C的程序建立一個文件，寫一個I2C.c程序文件，形成我們又一個程序模塊。大家也可以看出來，我們連續的這幾個程序，lcd1602.c文件里的程序都是一樣的，今后我們大家寫1602顯示程序也可以直接拿過去用，大大提高了程序移植的方便性。

/*************************I2C.c文件程序源代碼***************************/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

#define I2CDelay()  {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}

sbit I2C_SCL = P3^7;

sbit I2C_SDA = P3^6;

void I2CStart()  //產生總線起始信號

{

    I2C_SDA = 1; //首先確保SDA、SCL都是高電平

    I2C_SCL = 1;

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 0; //先拉低SDA

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0; //再拉低SCL

}

void I2CStop()   //產生總線停止信號

{

    I2C_SCL = 0; //首先確保SDA、SCL都是低電平

    I2C_SDA = 0;

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1; //先拉高SCL

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 1; //再拉高SDA

    I2CDelay();

}

bit I2CWrite(unsigned char dat) //I2C總線寫操作，待寫入字節dat，返回值為應答狀態

{

    bit ack;  //用于暫存應答位的值

    unsigned char mask;  //用于探測字節內某一位值的掩碼變量

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1) //從高位到低位依次進行

    {

        if ((mask&dat) == 0)  //該位的值輸出到SDA上

            I2C_SDA = 0;

        else

            I2C_SDA = 1;

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 1;          //拉高SCL

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 0;          //再拉低SCL，完成一個位周期

    }

    I2C_SDA = 1;   //8位數據發送完后，主機釋放SDA，以檢測從機應答

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1;   //拉高SCL

    ack = I2C_SDA; //讀取此時的SDA值，即為從機的應答值

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0;   //再拉低SCL完成應答位，并保持住總線

    return (~ack); //應答值取反以符合通常的邏輯：0=不存在或忙或寫入失敗，1=存在且空閑或寫入成功

}

unsigned char I2CReadNAK() //I2C總線讀操作，并發送非應答信號，返回值為讀到的字節

{

    unsigned char mask;

    unsigned char dat;

    I2C_SDA = 1;  //首先確保主機釋放SDA

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1) //從高位到低位依次進行

    {

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 1;      //拉高SCL

        if(I2C_SDA == 0)  //讀取SDA的值

            dat &= ~mask; //為0時，dat中對應位清零

        else

            dat |= mask;  //為1時，dat中對應位置1

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 0;      //再拉低SCL，以使從機發送出下一位

    }

    I2C_SDA = 1;   //8位數據發送完后，拉高SDA，發送非應答信號

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1;   //拉高SCL

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0;   //再拉低SCL完成非應答位，并保持住總線

    return dat;

}

unsigned char I2CReadACK() //I2C總線讀操作，并發送應答信號，返回值為讀到的字節

{

    unsigned char mask;

    unsigned char dat;

    I2C_SDA = 1;  //首先確保主機釋放SDA

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1) //從高位到低位依次進行

    {

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 1;      //拉高SCL

        if(I2C_SDA == 0)  //讀取SDA的值

            dat &= ~mask; //為0時，dat中對應位清零

        else

            dat |= mask;  //為1時，dat中對應位置1

        I2CDelay();

        I2C_SCL = 0;      //再拉低SCL，以使從機發送出下一位

    }

    I2C_SDA = 0;   //8位數據發送完后，拉低SDA，發送應答信號

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1;   //拉高SCL

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0;   //再拉低SCL完成應答位，并保持住總線

    return dat;

}

/***********************lcd1602.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

#define LCD1602_DB   P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E  = P1^5;

void LcdWaitReady()  //等待液晶準備好

{

    unsigned char sta;

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 1;

    do

    {

        LCD1602_E = 1;

        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態字

        LCD1602_E = 0;

    } while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重復檢測直到其等于0為止

}

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)  //寫入命令函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = cmd;

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdWriteDat(unsigned char dat)  //寫入數據函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 1;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = dat;

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str)  //顯示字符串，屏幕起始坐標(x,y)，字符串指針str

{

    unsigned char addr;

    //由輸入的顯示坐標計算顯示RAM的地址

    if (y == 0)

        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從0x00起始

    else

        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從0x40起始

    //由起始顯示RAM地址連續寫入字符串

    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //寫入起始地址

    while (*str != '\0')      //連續寫入字符串數據，直到檢測到結束符

    {

        LcdWriteDat(*str);

        str++;

    }

}

void LcdInit()  //液晶初始化函數

{

    LcdWriteCmd(0x38);  //16*2顯示，5*7點陣，8位數據接口

    LcdWriteCmd(0x0C);  //顯示器開，光標關閉

    LcdWriteCmd(0x06);  //文字不動，地址自動+1

    LcdWriteCmd(0x01);  //清屏

}

/************************main.c文件程序源代碼**************************/

#include <reg52.h>

extern void LcdInit();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern void I2CStart();

extern void I2CStop();

extern unsigned char I2CReadACK();

extern unsigned char I2CReadNAK();

extern bit I2CWrite(unsigned char dat);

unsigned char E2ReadByte(unsigned char addr);

void E2WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat);

void main ()

{

    unsigned char dat;

    unsigned char str[10];

    LcdInit();   //初始化液晶

    dat = E2ReadByte(0x02);    //讀取指定地址上的一個字節

    str[0] = (dat/100) + '0';  //轉換為十進制字符串格式

    str[1] = (dat/10%10) + '0';

    str[2] = (dat%10) + '0';

    str[3] = '\0';

    LcdShowStr(0, 0, str);     //顯示在液晶上

    dat++;                     //將其數值+1

    E2WriteByte(0x02, dat);    //再寫回到對應的地址上

    while(1)

    {}

}

unsigned char E2ReadByte(unsigned char addr) //讀取EEPROM中的一個字節，字節地址addr

{

    unsigned char dat;

    I2CStart();

    I2CWrite(0x50<<1); //尋址器件，后續為寫操作

    I2CWrite(addr);    //寫入存儲地址

    I2CStart();        //發送重復啟動信號

    I2CWrite((0x50<<1)|0x01); //尋址器件，后續為讀操作

    dat = I2CReadNAK();       //讀取一個字節數據

    I2CStop();

    return dat;

}

void E2WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat) //向EEPROM中寫入一個字節，字節地址addr

{

    I2CStart();

    I2CWrite(0x50<<1); //尋址器件，后續為寫操作

    I2CWrite(addr);    //寫入存儲地址

    I2CWrite(dat);     //寫入一個字節數據

    I2CStop();

}

/***********************************************************************/

這個程序，以同學們現在的基礎，獨立分析應該不困難了，遇到哪個語句不懂可以及時問問別人或者搜索一下，把該解決的問題理解明白。大家把這個程序復制過去后，編譯一下會發現Keil軟件提示了一個警告：*** WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS，這個警告的意思是有我們代碼中存在沒有被調用過的變量或者函數。

大家仔細觀察一下，這個程序，我們讀取EEPROM的時候，只讀了一個字節我們就要告訴EEPROM不需要再讀數據了，因此我們讀完后直接回復一個“NAK”，因此我們只調用了I2CReadNAK()這個函數，而并沒有調用I2CReadACK()這個函數。我們今后很可能讀數據的時候要連續讀幾個字節，因此這個函數寫在了I2C.c文件中，作為I2C功能模塊的一部分是必要的，方便我們這個文件以后移植到其他程序中使用，因此這個警告在這里就不必管它了。

我們讀取EEPROM的時候很簡單，EEPROM根據我們所送的時序，直接就把數據送出來了，但是寫EEPROM卻沒有這么簡單。我們如果給EEPROM發送數據后，先保存在了EEPROM的緩存，EEPROM必須要把緩存中的數據搬移到“非易失”的區域，才能達到掉電不丟失的效果。而往非易失區域寫需要一定的時間，每種器件不完全一樣，ATMEL公司的24C02的這個寫入時間最高不超過5ms。在往非易失區域寫的過程，EEPROM是不會再響應我們的訪問的，不僅接收不到我們的數據，我們即使用I2C標準的尋址模式去尋址，EEPROM都不會應答，就如同這個總線上沒有這個器件一樣。數據寫入非易失區域完畢后，EEPROM再次恢復正常，可以正常讀寫了。

細心的同學，在看上一節程序的時候會發現，我們寫數據的那段代碼，實際上我們有去讀應答位ACK，但是讀到了應答位我們也沒有做任何處理。這是因為我們一次只寫一個字節的數據進去，等到下次重新上電再寫的時候，時間肯定遠遠超過了5ms，但是如果我們是連續寫入幾個字節的時候，我們就必須得考慮到應答位的問題了。寫入一個字節后，再寫入下一個字節之前，我們必須要等待EEPROM再次響應才可以，大家注意我的程序的寫法，可以學習一下。

之前我們知道編寫多.c文件移植的方便性了，本節程序和上一節的lcd1602.c文件和I2C.c文件完全是一樣的，因此這次我們只把main.c文件給大家發出來，幫大家分析明白。而同學們卻不能這樣，同學們是初學，很多知識和技巧需要多練才能鞏固下來，因此每個程序還是建議大家在你的Keil軟件上一個代碼一個代碼的敲出來。

                                        

#include <reg52.h>

extern void LcdInit();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern void I2CStart();

extern void I2CStop();

extern unsigned char I2CReadACK();

extern unsigned char I2CReadNAK();

extern bit I2CWrite(unsigned char dat);

void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

void ArrayToHexStr(unsigned char *str, unsigned char *array, unsigned char len);

void main ()

{

    unsigned char i;

    unsigned char buf[5];

    unsigned char str[20];

    LcdInit();   //初始化液晶

    E2Read(buf, 0x90, sizeof(buf));       //從E2中讀取一段數據

    ArrayToHexStr(str, buf, sizeof(buf)); //轉換為十六進制字符串

    LcdShowStr(0, 0, str);                //顯示到液晶上

    for (i=0; i<sizeof(buf); i++)        //數據依次+1,+2,+3...

    {

        buf[ i] = buf[ i] + 1 + i;

    }

    E2Write(buf, 0x90, sizeof(buf));      //再寫回到E2中

    while(1)

    {}

}

void ArrayToHexStr(unsigned char *str, unsigned char *array, unsigned char len) //把一個字節數組轉換為十六進制字符串的格式

{

    unsigned char tmp;

    while (len--)

    {

        tmp = *array >> 4;         //先取高4位

        if (tmp <= 9)              //轉換為0-9或A-F

            *str = tmp + '0';

        else

            *str = tmp - 10 + 'A';

        str++;

        tmp = *array & 0x0F;       //再取低4位

        if (tmp <= 9)              //轉換為0-9或A-F

            *str = tmp + '0';

        else

            *str = tmp - 10 + 'A';

        str++;

        *str = ' ';                //轉換完一個字節添加一個空格

        str++;

        array++;

    }

}

void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len) //E2讀取函數，數據接收指針buf，E2中的起始地址addr，讀取長度len

{

    do {                       //用尋址操作查詢當前是否可進行讀寫操作

        I2CStart();

        if (I2CWrite(0x50<<1)) //器件應答則跳出循環，繼續執行，非應答則進行下一次查詢

            break;

        I2CStop();

    } while(1);

    I2CWrite(addr);           //寫入起始地址

    I2CStart();               //發送重復啟動信號

    I2CWrite((0x50<<1)|0x01); //尋址器件，后續為讀操作

    while (len > 1)           //連續讀取len-1個字節

    {

        *buf = I2CReadACK();  //最后字節之前為讀取操作+應答

        buf++;

        len--;

    }

    *buf = I2CReadNAK();      //最后一個字節為讀取操作+非應答

    I2CStop();

}

void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len) //E2寫入函數，源數據指針buf，E2中的起始地址addr，寫入長度len

{

    while (len--)

    {

        do {                       //用尋址操作查詢當前是否可進行讀寫操作，即等待上一次寫入操作完成

            I2CStart();

            if (I2CWrite(0x50<<1)) //器件應答則跳出循環，繼續執行，非應答則進行下一次查詢

                break;

            I2CStop();

        } while(1);

        I2CWrite(addr);           //寫入起始地址

        I2CWrite(*buf);           //寫入一個字節數據

        I2CStop();                //結束寫操作，以等待寫入完成

        buf++;                    //數據指針遞增

        addr++;                   //E2地址遞增

    }

}

函數ArrayToHexStr：這是一個把數組轉換成十六進制字符串的形式。由于我們從EEPROM讀出來的是正常的數據，而1602液晶接收的是ASCII碼字符，因此我們要通過液晶把數據顯示出來必須先通過一步轉換。算法倒是很簡單，就是把每一個字節的數據高4位和低4位分開，和9進行比較，如果小于等于9，則通過數字加’0’轉ASCII碼發送；如果大于9，則通過加’A’轉ASCII碼發送出去。

函數E2Read：我們在讀之前，要查詢一下當前是否可以進行讀寫操作，EEPROM正常響應才可以進行。進行后，最后一個字節之前的，全部給出ACK，而讀完了最后一個字節，我們要給出一個NAK。

函數E2Write：每次寫操作之前，我們都要進行查詢判斷當前EEPROM是否響應，正常響應后才可以寫數據。

如果每個數據都連續寫入，像我們上節課那樣寫的時候，每次都先起始位，再訪問一下這個EEPROM的地址，看看是否響應，感覺上效率太低了。因此EEPROM的廠商就想了一個辦法，把EEPROM分頁管理。24c01、24c02這兩個型號是8個字節一個頁，而24c04、24c08、24c16是16個字節一頁。我們板子上的型號是24C02，一共是256個字節，8個字節一頁，那么就一共有32頁。

分配好頁之后，如果我們在同一個頁內連續寫入幾個字節后，最后再發送停止位的時序。EEPROM檢測到這個停止位后，統一把這一頁的數據寫到非易失區域，就不需要像上節課那樣寫一個字節檢測一次了，并且頁寫入的時間也不會超過5ms。如果我們寫入的數據跨頁了，那么寫完了一頁之后，我們要發送一個停止位，然后等待并且檢測EEPROM的空閑模式，一直等到把上一頁數據完全寫到非易失區域后，再進行下一頁的寫入，這樣就可以在一定程度上提高我們的寫入效率。

                                        

#include <reg52.h>

extern void I2CStart();

extern void I2CStop();

extern unsigned char I2CReadACK();

extern unsigned char I2CReadNAK();

extern bit I2CWrite(unsigned char dat);

void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len) //E2讀取函數，數據接收指針buf，E2中的起始地址addr，讀取長度len

{

    do {                       //用尋址操作查詢當前是否可進行讀寫操作

        I2CStart();

        if (I2CWrite(0x50<<1)) //器件應答則跳出循環，繼續執行，非應答則進行下一次查詢

            break;

        I2CStop();

    } while(1);

    I2CWrite(addr);           //寫入起始地址

    I2CStart();               //發送重復啟動信號

    I2CWrite((0x50<<1)|0x01); //尋址器件，后續為讀操作

    while (len > 1)           //連續讀取len-1個字節

    {

        *buf = I2CReadACK();  //最后字節之前為讀取操作+應答

        buf++;

        len--;

    }

    *buf = I2CReadNAK();      //最后一個字節為讀取操作+非應答

    I2CStop();

}

void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len) //E2寫入函數，源數據指針buf，E2中的起始地址addr，寫入長度len

{

    while (len > 0)

    {

        //等待上次寫入操作完成

        do {

            I2CStart();

            if (I2CWrite(0x50<<1)) //器件應答則跳出循環，繼續執行，非應答則進行下一次查詢

                break;

            I2CStop();

        } while(1);

        //按頁寫模式連續寫入字節

        I2CWrite(addr);           //寫入起始地址

        while (len > 0)

        {

            I2CWrite(*buf);       //寫入一個字節數據

            len--;                //待寫入長度計數遞減

            buf++;                //數據指針遞增

            addr++;               //E2地址遞增

            if ((addr&0x07) == 0) //檢查地址是否到達頁邊界，24C02每頁8字節，所以檢測低3位是否為零即可

                break;            //到達頁邊界時，跳出循環，結束本次寫操作

        }

        I2CStop();

    }

}

這個eeprom.c文件中的程序，單獨做一個文件，用來管理eeprom的訪問。其中E2Read函數和上一節是一樣的，因為讀操作和是否同一頁無關。重點是E2Write函數，我們在寫入數據的時候，要計算下一個要寫的數據的地址是否是一個頁的起始地址，如果是的話，則必須跳出循環，等待EEPROM上一頁寫入到非易失區域后，再進行繼續寫入。

而寫了eeprom.c后，main.c文件里的程序就要變的簡單多了，大家可以自己看一下，不需要過多解釋了。

/************************main.c文件程序源代碼**************************/

#include <reg52.h>

extern void LcdInit();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

extern void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

void ArrayToHexStr(unsigned char *str, unsigned char *array, unsigned char len);

void main ()

{

    unsigned char i;

    unsigned char buf[5];

    unsigned char str[20];

    LcdInit();   //初始化液晶

    E2Read(buf, 0x8E, sizeof(buf));       //從E2中讀取一段數據

    ArrayToHexStr(str, buf, sizeof(buf)); //轉換為十六進制字符串

    LcdShowStr(0, 0, str);                //顯示到液晶上

    for (i=0; i<sizeof(buf); i++)         //數據依次+1,+2,+3...

    {

        buf[ i] = buf[ i] + 1 + i;

    }

    E2Write(buf, 0x8E, sizeof(buf));      //再寫回到E2中

    while(1)

    {}

}

void ArrayToHexStr(unsigned char *str, unsigned char *array, unsigned char len) //把一個字節數組轉換為十六進制字符串的格式

{

    unsigned char tmp;

    while (len--)

    {

        tmp = *array >> 4;         //先取高4位

        if (tmp <= 9)              //轉換為0-9或A-F

            *str = tmp + '0';

        else

            *str = tmp - 10 + 'A';

        str++;

        tmp = *array & 0x0F;       //再取低4位

        if (tmp <= 9)              //轉換為0-9或A-F

            *str = tmp + '0';

        else

            *str = tmp - 10 + 'A';

        str++;

        *str = ' ';                //轉換完一個字節添加一個空格

        str++;

        array++;

    }

}

多字節寫入和頁寫入程序都編寫出來了，而且頁寫入的程序我們還特地跨頁寫的數據，他們的寫入時間到底差別多大呢。我們用一些工具可以測量一下，比如示波器，邏輯分析儀等工具。我現在把兩次寫入時間用邏輯分析儀給抓了出來，并且用時間標簽T1和T2給標注了開始位置和結束位置，如圖14-5和圖14-6所示，右側顯示的|T1-T2|就是最終寫入5個字節所耗費的時間。多字節一個一個寫入，每次寫入后都需要再次通信檢測EEPROM是否在“忙”，因此耗費了大量的時間，同樣的寫入5個字節的數據，一個一個寫入用了8.4ms左右的時間，而使用頁寫入，只用了3.5ms左右的時間。

      

圖14-5 多字節寫入時間

   

圖14-6 跨頁寫入時間

電視頻道記憶功能，交通燈倒計時時間的設定，戶外LED廣告的記憶功能，都有可能有類似EEPROM這類存儲器件。這類器件的優勢是存儲的數據不僅可以改變，而且掉電后數據保存不丟失，因此大量應用在各種電子產品上。

我們這節課的例程，有點類似廣告屏。上電后，1602的第一行顯示EEPROM從0x20地址開始的16個字符，第二行顯示EERPOM從0x40開始的16個字符。我們可以通過UART串口通信來改變EEPROM內部的這個數據，并且同時改變了1602顯示的內容，下次上電的時候，直接會顯示我們更新過的內容。

這個程序所有的相關內容，我們之前都已經講過了。但是這個程序體現在了一個綜合程序應用能力上。這個程序用到了1602液晶、UART實用串口通信、EEPROM讀寫操作等多個功能的綜合應用。寫個點亮小燈好簡單，但是我們想學會真正的單片機，必須得學會這種綜合程序的應用，實現多個模塊同時參與工作，這個理念在我們的全板子測試視頻里已經有所體現。因此同學們，要認認真真的把工程建立起來，一行一行的把程序編寫起來，最終鞏固下來。

                                                        

#include <reg52.h>

bit flagOnceTxd = 0;  //單次發送完成標志，即發送完一個字節

bit cmdArrived = 0;   //命令到達標志，即接收到上位機下發的命令

unsigned char cntRxd = 0;

unsigned char pdata bufRxd[40]; //串口接收緩沖區

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

void ConfigUART(unsigned int baud)  //串口配置函數，baud為波特率

{

    SCON = 0x50;   //配置串口為模式1

    TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位

    TMOD |= 0x20;  //配置T1為模式2

    TH1 = 256 - (11059200/12/32) / baud;  //計算T1重載值

    TL1 = TH1;     //初值等于重載值

    ET1 = 0;       //禁止T1中斷

    ES  = 1;       //使能串口中斷

    TR1 = 1;       //啟動T1

}

unsigned char UartRead(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口數據讀取函數，數據接收指針buf，讀取數據長度len，返回值為實際讀取到的數據長度

{

    unsigned char i;

    if (len > cntRxd) //讀取長度大于接收到的數據長度時，

    {

        len = cntRxd; //讀取長度設置為實際接收到的數據長度

    }

    for (i=0; i<len; i++) //拷貝接收到的數據

    {

        *buf = bufRxd[ i];

        buf++;

    }

    cntRxd = 0;  //清零接收計數器

    return len;  //返回實際讀取長度

}

void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口數據寫入函數，即串口發送函數，待發送數據指針buf，數據長度len

{

    while (len--)

    {

        flagOnceTxd = 0;

        SBUF = *buf;

        buf++;

        while (!flagOnceTxd);

    }

}

bit CmdCompare(unsigned char *buf, const unsigned char *cmd) //命令比較函數，緩沖區數據與指定命令比較，相同返回1，不同返回0

{

    while (*cmd != '\0')

    {

        if (*cmd != *buf) //遇到不相同字符時即刻返回0

        {

            return 0;

        }

        else //當前字符相等時，指針遞增準備比較下一字符

        {

            cmd++;

            buf++;

        }

    }

    return 1; //到命令字符串結束時字符都相等則返回1

}

void TrimString16(unsigned char *out, unsigned char *in) //將一字符串整理成16字節的固定長度字符串，不足部分補空格

{

    unsigned char i = 0;

    while (*in != '\0') //拷貝字符串直到輸入字符串結束

    {

        *out = *in;

        out++;

        in++;

        i++;

        if (i >= 16)   //當拷貝長度已達到16字節時，強制跳出循環

            break;

    }

    for ( ; i<16; i++) //如不足16個字節則用空格補齊

    {

        *out = ' ';

        out++;

    }

    *out = '\0';       //最后添加結束符

}

void UartDriver() //串口驅動函數，檢測接收到的命令并執行相應動作

{

    unsigned char i;

    unsigned char len;

    unsigned char buf[30];

    unsigned char str[17];

    const unsigned char code cmd0[] = "showstr1 ";

    const unsigned char code cmd1[] = "showstr2 ";

    const unsigned char code *cmdList[] = {cmd0, cmd1};

    if (cmdArrived) //有命令到達時，讀取處理該命令

    {

        cmdArrived = 0;

        for (i=0; i<sizeof(buf); i++) //清零命令接收緩沖區

        {

            buf[ i] = 0;

        }

        len = UartRead(buf, sizeof(buf)); //將接收到的命令讀取到緩沖區中

        for (i=0; i<sizeof(cmdList)/sizeof(cmdList[0]); i++) //與所支持的命令列表逐一進行比較

        {

            if (CmdCompare(buf, cmdList[ i]) == 1) //檢測到相符命令時退出循環，此時的i值就是該命令在列表中的下標值

            {

                break;

            }

        }

        switch (i) //根據比較結果執行相應命令

        {

            case 0:

                buf[len] = '\0';                       //為接收到的字符串添加結束符

                TrimString16(str, buf+sizeof(cmd0)-1); //整理成16字節的固定長度字符串，不足部分補空格

                LcdShowStr(0, 0, str);                 //顯示字符串1

                E2Write(str, 0x20, sizeof(str));       //保存字符串1，其E2起始地址為0x20

                break;

            case 1:

                buf[len] = '\0';

                TrimString16(str, buf+sizeof(cmd1)-1);

                LcdShowStr(0, 1, str);

                E2Write(str, 0x40, sizeof(str));       //保存字符串2，其E2起始地址為0x40

                break;

            default:  //i大于命令列表最大下標時，即表示沒有相符的命令，給上機發送“錯誤命令”的提示

                UartWrite("bad command.\r\n", sizeof("bad command.\r\n")-1);

                return;

        }

        buf[len++] = '\r';  //有效命令被執行后，在原命令幀之后添加回車換行符后返回給上位機，表示已執行

        buf[len++] = '\n';

        UartWrite(buf, len);

    }

}

void UartRxMonitor(unsigned char ms)  //串口接收監控函數

{

    static unsigned char cntbkp = 0;

    static unsigned char idletmr = 0;

    if (cntRxd > 0)  //接收計數器大于零時，監控總線空閑時間

    {

        if (cntbkp != cntRxd)  //接收計數器改變，即剛接收到數據時，清零空閑計時

        {

            cntbkp = cntRxd;

            idletmr = 0;

        }

        else

        {

            if (idletmr < 30)  //接收計數器未改變，即總線空閑時，累積空閑時間

            {

                idletmr += ms;

                if (idletmr >= 30)  //空閑時間超過30ms即認為一幀命令接收完畢

                {

                    cmdArrived = 1; //設置命令到達標志

                }

            }

        }

    }

    else

    {

        cntbkp = 0;

    }

}

void InterruptUART() interrupt 4  //UART中斷服務函數

{

if (RI)  //接收到字節

    {

RI = 0;   //手動清零接收中斷標志位

        if (cntRxd < sizeof(bufRxd)) //接收緩沖區尚未用完時，

        {

            bufRxd[cntRxd++] = SBUF; //保存接收字節，并遞增計數器

        }

}

if (TI)  //字節發送完畢

    {

        TI = 0;   //手動清零發送中斷標志位

        flagOnceTxd = 1;  //設置單次發送完成標志

     }

}

/************************main.c文件程序源代碼**************************/

#include <reg52.h>

unsigned char T0RH = 0;  //T0重載值的高字節

unsigned char T0RL = 0;  //T0重載值的低字節

extern void LcdInit();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);

extern void ConfigUART(unsigned int baud);

extern void UartRxMonitor(unsigned char ms);

extern void UartDriver();

void ConfigTimer0(unsigned int ms);

void InitShowStr();

void main ()

{

    EA = 1;           //開總中斷

    ConfigTimer0(1);  //配置T0定時1ms

    ConfigUART(9600); //配置波特率為9600

    LcdInit();        //初始化液晶

    InitShowStr();    //初始顯示內容

    while(1)

    {

        UartDriver();

    }

}

void InitShowStr()  //處理液晶屏初始顯示內容

{

    unsigned char str[17];

    str[16] = '\0';         //在最后添加字符串結束符，確保字符串可以結束

    E2Read(str, 0x20, 16);  //讀取第一行字符串，其E2起始地址為0x20

    LcdShowStr(0, 0, str);  //顯示到液晶屏

    E2Read(str, 0x40, 16);  //讀取第二行字符串，其E2起始地址為0x40

    LcdShowStr(0, 1, str);  //顯示到液晶屏

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms)  //T0配置函數

{

    unsigned long tmp;

    tmp = 11059200 / 12;      //定時器計數頻率

    tmp = (tmp * ms) / 1000;  //計算所需的計數值

    tmp = 65536 - tmp;        //計算定時器重載值

    tmp = tmp + 18;           //修正中斷響應延時造成的誤差

    T0RH = (unsigned char)(tmp >> 8);  //定時器重載值拆分為高低字節

    T0RL = (unsigned char)tmp;

    TMOD &= 0xF0;   //清零T0的控制位

    TMOD |= 0x01;   //配置T0為模式1

    TH0 = T0RH;     //加載T0重載值

    TL0 = T0RL;

    ET0 = 1;        //使能T0中斷

    TR0 = 1;        //啟動T0

}

void InterruptTimer0() interrupt 1  //T0中斷服務函數

{

    TH0 = T0RH;  //定時器重新加載重載值

    TL0 = T0RL;

    UartRxMonitor(1);  //串口接收監控

}

我們在學習UART通信的時候，剛開始也是用的IO口去模擬UART通信過程，最終實現和電腦的通信。而后我們的STC89C52RC由于內部具備了UART硬件通信模塊，所以我們直接可以通過配置寄存器就可以很輕松的實現單片機的UART通信。同樣的道理，我們這個I2C通信，如果我們單片機內部有硬件模塊的話，單片機可以直接自動實現I2C通信了，就不需要我們再進行IO口模擬起始、模擬發送、模擬結束，配置好寄存器，單片機就會把這些工作全部做了。

不過我們的STC89C52RC單片機內部不具備I2C的硬件模塊，所以我們使用STC89C52RC單片機進行I2C通信必須用IO口來模擬。使用IO口模擬I2C，實際上更有利于我們徹底理解透徹I2C通信的實質。當然了，通過學習IO口模擬通信，今后我們如果遇到內部帶I2C模塊的單片機，也應該很輕松的搞定，使用內部的硬件模塊，可以提高程序的執行效率。

1、徹底理解I2C的通信時序，不僅僅是記住。

2、能夠獨立完成EEPROM任意地址的單字節讀寫、多字節的跨頁連續寫入讀出。

3、將前邊學的交通燈進行改進，使用EEPROM保存紅燈和綠燈倒計時的時間，并且可以通過UART改變紅燈和綠燈倒計時時間。

4、使用按鍵、1602液晶、EEPROM做一個簡單的密碼鎖程序。