EEPROM可以隨機訪問和修改其中的任何一個字節，可以往每個bit中寫入0或者1，掉電后數據不丟失，可以保存100年，可以擦寫100w次。具有較高的可靠性，但是電路復雜/成本也高。因此目前的EEPROM都是幾十千字節到幾百千字節的，絕少有超過512K的，常用來保存用戶數據，運行過程中可以改變。

下面在MSP430平臺下以AT24C02為例說明該類可擦除ROM的使用。AT24C02的存儲容量為2K bits，內容分成32頁，每頁8 bytes，共256 bytes。

AT24C02對外以I2C總線形式傳輸數據，外觀如下圖所示：

A0、A1和A2三個引腳作尋址用；SDA和SCL即I2C總線的數據與時鐘引腳；WP作寫保護用，即WP在保持高電平時，MCU對AT24C02 的讀寫操作無效；VCC和GND分別接電源和接地。

MCU在掛載多片AT24C02時，其器件地址由8位構成，除A0、A1和A2三位外，其他位都被鎖定為如下所示：

最低位為R/W，進行讀操作時，該位 = 1，寫操作時，該位 = 0。地址寫入正確時，AT24C02將會應答以”0”。

AT24C02的讀寫遵循I2C總線的相關規范，所以有傳輸的開始條件和停止條件。每一次正常的讀寫均以開始條件開始，停止條件結束，這兩者的時序如下圖所示：

其軟件模擬的實現為：

void start(void)

{

      SCL_H;

      SDA_H;

      _NOP();

      SDA_L;

      _NOP();

      SCL_L;

      _NOP();

}

void stop(void)

{

      SDA_L;

      _NOP();

      SCL_H;

      _NOP();

      SDA_H;

      _NOP();   

}

SCL_H、SDA_H、SDA_L和SCL_L均為宏定義，分別表示MCU向AT24C02相應引腳輸出高電平和低電平。

AT24C02的寫操作分兩種模式，分別為字節寫入和頁寫入兩種。

1、字節寫入

該寫操作需要以MCU寫入開始條件開始，繼以器件地址，收到AT24C02的應答后繼續寫入要進行寫操作的字地址(即要將數據寫入該AT24C02的什么位置)，收到應答后才正式寫入一個字節的數據，收到應答后寫入停止條件，一個完整的字節寫入才算完成。

其軟件模擬的實現為：

uchar Write_1Byte(uchar wdata,uchar dataaddress)

{

     start();

     write1byte(deviceaddress);

     if(check())

        write1byte(dataaddress);

     else

        return 0;

     if(check())

        write1byte(wdata);

     else

        return 0;

     if(check())         stop();

     else            return 0;

  delay_10ms();       //等待EEPROM完成內部寫入

     return 1;

}

delay_10ms()是因為AT24C02的每兩次寫操作之間存在一個寫入時間周期tWR，其最大值為5 ms。check()檢查AT24C02的應答操作，收到AT24C02回復的0，則應答正確，其軟件模擬實現為：

uchar check(void)

{

      uchar slaveack;

      SDA_H;

      _NOP(); _NOP();

      SCL_H;

      _NOP(); _NOP();

   SDA_in;

   _NOP(); _NOP();

      slaveack = SDA_val;   //讀入SDA數值

      SCL_L;

      _NOP();

    SDA_out;

    if(slaveack)    return FALSE;

    else          return TRUE;

}

SDA_in和SDA_out分別表示MCU(MSP430)連接AT24C02的I/O引腳方向改為輸入或輸出，此處SDA_in的作用是為MCU接收AT24C02的應答信號做準備，接收完成后改回SDA_out。SDA_val = P2IN&BIT5，P2.5連接AT24C02的SDA引腳，接收應答信號。

write1byte()向I2C總線寫一個字節的數據，其軟件模擬實現為：

void write1byte(uchar wdata)

{

    uchar i;

    for(i = 8;i > 0;i--)

    {

           if(wdata & 0x80)     write1();

           else                         write0();

           wdata <<= 1;

    }                  

    SDA_H;

    _NOP();  

}

write1()向I2C總線寫一位“1”的數據，其軟件模擬實現為：

void write1(void)

{

      SDA_H;

      _NOP();

      SCL_H;

      _NOP();

      SCL_L;                        

      _NOP();

}

write0()向I2C總線寫一位“0”的數據，其軟件模擬實現為：

void write0(void)

{

      SDA_L;

      _NOP();

      SCL_H;

      _NOP();              

      SCL_L;                        

      _NOP();

}

2、頁寫入

AT24C02可以實現8位的頁寫入操作。頁寫入的形式大體和字節寫入類似，只是在MCU寫入第一個字節的數據后將會繼續寫入第二個數據，而不會像字節寫入一樣寫入停止條件。如果寫入AT24C02的數據超過8位，超過的數據將會覆蓋已被寫入的部分。

其軟件模擬的實現為：

uchar Write_NByte(uchar * outbuf,uchar n,uint dataaddress)

{

     uchar  flag,dataaddressl,dataaddressh;

        dataaddressl = dataaddress;

        dataaddressh = dataaddress>>8;

     start();

     write1byte(deviceaddress);                  //寫入器件地址

     if(check() == 1)

        write1byte(dataaddressh);                //寫入數據字地址

     else

        return 0;

   if(check())

        write1byte(dataaddressl);

   else

        return 0;

     if(check())

        flag=writeNbyte(outbuf,n);

     else

       return 0;

       delay_10ms();       //等待EEPROM完成內部寫入

     if(flag)   

       return 1;

     else       

       return 0;

}

writeNbyte()向I2C總線寫N個字節(對于AT24C02，N = 8)的數據，其軟件模擬實現為：

uchar writeNbyte(uchar * outbuffer,uchar n)

{

     uchar i;

     for(i = 0;i < n;i++)

     {

            write1byte(* outbuffer);

            if(check())     

            {

                   outbuffer++;              

            }

            else

            {

                   stop();

                   return FALSE;

            }

     }

     stop();

     return TRUE;                    

}

AT24C02的讀操作分三種模式，分別為當前地址讀取、隨機讀取和順序讀取。

1、當前地址讀取

上一次讀寫操作完成后，數據地址計數器加1，并停留在當前位置。這一位置只要不掉電就會一直有效。當R/W = 1時，就可以將當前地址位置的數據讀出。

其軟件模擬的實現為：

uchar Read_1Byte_currentaddress(void)

{

     uchar temp;

     start();

     write1byte((deviceaddress|0x01));

     if(check())    

        temp = read1byte();

     else

        return 0;

     mnack();

     stop();

     return temp;

}

uchar Read_NByte_currentaddress(uchar * readbuf,uchar n)

{  

    start();

     write1byte((deviceaddress|0x01));

     if(check())

        readNbyte(readbuf,n);

     else

        return 0;

     return  1;

}

read1byte()從I2C總線讀取一個字節，其軟件模擬的實現為：

uchar read1byte(void)

{

     uchar  rdata = 0x00,i;

   uchar flag;

     for(i = 0;i < 8;i++)

     {

            SDA_H;

            _NOP();

            SCL_H;

        SDA_in;

            _NOP();

            flag = SDA_val;

            rdata <<= 1;

            if(flag)   rdata |= 0x01;

        SDA_out;

            SCL_L;

            _NOP();

     }

     return rdata;

}

readNbyte()從I2C總線讀取一個字節，其軟件模擬的實現為：

void readNbyte(uchar * inbuffer,uchar n)

{

     uchar i;

     for(i = 0;i < n;i++)

     {

            inbuffer[i] = read1byte();

            if(i < (n-1))    mack();

            else            mnack();

     }

     stop();

}

mack()完成I2C的MCU應答操作，其軟件模擬的實現為：

void mack(void)

{

     SDA_L;

     _NOP(); _NOP();

     SCL_H;

     _NOP();

     SCL_L;

     _NOP();_NOP();

     SDA_H;    

     _NOP();

}

mnack()完成I2C的MCU無應答操作，其軟件模擬的實現為：

void mnack(void)

{

     SDA_H;

     _NOP(); _NOP();

     SCL_H;

     _NOP();

     SCL_L;

     _NOP(); _NOP();

     SDA_L;  

     _NOP();      

}

2、隨機讀取

從AT24C02的指定地址讀取1個字節的數據。隨機讀取的操作先發送一個寫操作來騙過AT24C02器件，使其內部的數據地址值修改，但是發送完畢數據地址后并不發送數據，而是發送一個開始信號，此時AT24C02中的數據地址值已經被修改了，然后通過“當前地址讀取”去讀取此地址上的數據。如下圖所示：

其軟件模擬的實現為：

uchar Read_1Byte_Randomaddress(unsigned int dataaddress)

{

     uchar temp,dataaddressh,dataaddressl;

        dataaddressl = dataaddress;

        dataaddressh = dataaddress>>8;

     start();

     write1byte(deviceaddress);

     if(check())    

        write1byte(dataaddressh);

     else

        return 0;

        if(check())      

        write1byte(dataaddressl);

     else

        return 0;

     if(check())

     {

            start();

            write1byte((deviceaddress|0x01));

     }

     else   

        return 0;

     if(check())