I2C总线是一种由PHILIPS公司推出的高效通信协议，用于微电子设备之间的通信。它的全称为INTER IC BUS或IC TO IC BUS，是同步通信的特殊形式，以较少的接口线（通常只有两条，SDA和SCL）实现高速数据传输。I2C总线在主从通信模式下工作，允许多个设备共享同一总线，通过唯一的地址标识不同的通信对象。
I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成，它们都是双向的，可以在CPU和其他被控IC之间或IC之间进行数据传输。最高传输速率可达400kb/s。每个连接到I2C总线的设备都可以根据其功能作为主控器或从控器，发送器或接收器。数据传输以起始位开始，以停止位结束。起始位时，SDA线在SCL高电平时由高变低；停止位时，SDA线在SCL高电平时由低变高。在SCL高电平时，SDA线上的数据必须保持稳定，而在SCL低电平时可以改变数据。每个数据字节包含8位，并且每次传输的字节数量不受限制，但每个字节后都需要一个应答位（ACK），由接收方在第9个时钟脉冲高电平时拉低SDA线，表示接收成功。
AT24C02是一种常见的I2C总线接口的串行E2PROM存储芯片，具有2KBits（256Bytes）的存储容量。在使用中，AT24C02工作于从设备模式，支持最大8字节的页写操作。由于内部地址会在每次接收数据后自动递增，因此在写入数据时，需要谨慎处理防止数据丢失，例如在写满一页后手动增加地址或者将下一页的首地址写入寄存器。
在51单片机与AT24C02的连接中，通常使用P2口来模拟I2C总线，其中P2.0和P2.1分别对应SCL和SDA。AT24C02的地址引脚A2、A1和A0根据实际需求连接，WP引脚接地，表示无写保护功能。与51单片机通信时，需要发送起始信号，接着是7位从设备地址加上1位R/W位（决定读写方向），然后是数据字节。每次数据传输完成后，发送停止信号以结束传输。程序设计中，需要编写特定的I2C读写子程序，如E2PW用于写入E2PROM，E2PR用于读取数据，其中涉及设备地址、片内地址、数据指针和连续写字节数等参数。
I2C总线是一种高效、节省资源的通信协议，常用于微控制器与外部设备之间的数据交换。AT24C02则是这种通信协议的一个实例，提供非易失性的存储能力，广泛应用于各种嵌入式系统中。理解I2C总线的工作原理和AT24C02的使用方法对于单片机接口设计至关重要。
