例として、スタートや制御バイトはマスターのMCU が出力しています。
さて次のACKは誰の信号か？
答えは、スレーブであるEEPROM（FT24C128）自身が出力した信号です。

マスター（マイコンなど）から送られてきたアドレスが自分自身のものと一致した場合、FT24C128がSDA線を「Lo」に引き下げることでACKを返します。
ACKになった事をマスターが知ることが出来るので、次の処理、メモリーの上位アドレスバイトを送ります。

なお該当するスレーブアドレスが無い場合は、誰も「Lo」に引き下げるスレーブがいないので、信号線は「Hi」状態なので、NACKだと言うことで、マスターによりその時の処理を実行させることになります。
NACKの場合の処理例としては表示器があるなら、赤ランプを点灯して「メモリーが検出されない」など表示させ、次の処理に移る(表示リセットスイッチ押し下げ処理含む)様にする。
など考えられます。

書込動作では、デバイスアドレスワードと応答（ACK）信号に続いて、**2つの8ビットデータワードアドレス（計16ビットのアドレス）**が必要となります。
アドレス指定とデータ入力
このアドレスを受信すると、EEPROMは**「0」（ACK）を返し、その後、最初の8ビットデータワードをクロック同期で取り込みます。
8ビットデータワードの受信完了後、EEPROMは再び「0」（ACK）**を出力します。
書込の終了と内部処理
マイコンなどの制御側デバイスは、STOP条件を発行して書込シーケンスを終了させる必要があります。
STOP条件が発行された時点で、EEPROMは内部タイマーによる書込サイクル（内部書込状態）に入ります。
この書込サイクル中はすべての入力が無効になり、EEPROMは書込が完了するまで応答しません（図3）。

Notes: 1) * = Don’t Care bits

128K EEPROMは、64バイトのページ書込に対応しています。
ページ書込の開始と手順
ページ書込はバイト書込と同じ方法で開始されます。
ただし、マイコンは最初のデータワードが取り込まれた後にSTOP条件を送信しません。
EEPROMが最初のデータワードの受信応答（ACK）を返した後、マイコンはさらに最大63個のデータワードを送信できます。
EEPROMは、各データワードを受信するたびに「0」（ACK）を返します。
マイコンは、STOP条件を発行してページ書込シーケンスを終了させる必要があります（図4参照）。
アドレスのインクリメントとロールオーバー
データワードを受信するたびに、データワードアドレスの下位6ビットが内部でインクリメント（加算）されます。
上位のアドレスビットはインクリメントされず、メモリのページ行位置をそのまま保持します。
もし、64個を超えるデータワードがEEPROMに送信された場合、データワードアドレスは「ロールオーバー（循環）」し、前に書き込まれたデータが上書きされます。

Notes: 1) * = Don’t Care bits

ACKNOWLEDGEポーリングは、セルフタイミング方式の内部書き込み動作中に、書き込みステータスを確認するために使用できます。
有効な読み出しまたは書き込みアドレスコマンドを発行した際、デバイスがまだセルフタイミング書き込みモードにある場合、EEPROMは9番目のクロックサイクルでACKNOWLEDGE信号を返しません。
一方、書き込みが完了し、チップがスタンバイモードに復帰している場合は、9番目のクロックサイクルで有効なACKNOWLEDGE信号が返されます。

EEPROMの内部アドレスワードカウンタは、デバイスへの電源供給が遮断されていない限り、最後に読込または書込を行ったアドレスに「1」を足した値を保持します。
読込の開始
現行アドレス読込処理を開始するには、マイコンがSTARTビットを発行し、読込/書込ビット（8番目）を「1」に設定した有効なデバイスアドレスワードを送ります。
EEPROMは、9番目のシリアルクロックサイクルで応答（ACK）信号を返します。
データの出力と終了
その後、8ビットのデータワードがシリアル出力されます。
このとき、内部アドレスワードカウンタは自動的に「1」インクリメント（加算）されます。
現行アドレス読込の場合、マイコンは18番目のクロックサイクルで応答（ACK）信号を発行しません。
マイコンは18番目のクロックサイクルの後に有効なSTOPビットを発行して、読込処理を終了します。
その後、デバイスはスタンバイ（STANDBY）モードに戻ります（図5参照）。

シーケンシャル読込は、現行アドレス読込と非常によく似ています。
最初のデータ読込
マイコンはSTARTビットを発行し、読込/書込ビット（8番目）を**「1」に設定した有効なデバイスアドレスワードを送ります。
EEPROMは、9番目のシリアルクロックサイクルで応答（ACK）信号を返します。
その後、8ビットのデータワードがシリアル出力されます。
このとき、内部のアドレスワードカウンタは自動的に「1」インクリメント（加算）**されます。
連続データの読込
現行アドレス読込とは異なり、マイコンは18番目のクロックサイクルで応答（ACK）信号を送信し、さらに別のバイトデータを要求していることをEEPROMデバイスに伝えます。
ACK信号を受信すると、EEPROMはインクリメントされた内部アドレスカウンタに基づいて、次の8ビットデータワードをシリアル出力します。
マイコンがさらに別のデータを必要とする場合は、27番目のクロックサイクルでACK信号を送信します。これにより、もう一つの8ビットデータワードがシリアル出力されます。
読込の終了とロールオーバー
このシーケンシャル読込は、マイコンが新しいデータワードを受信した後にACK信号を送信し続ける限り継続します。
内部アドレスカウンタが最大有効アドレスに達すると、メモリアレイアドレスの**先頭へとロールオーバー（循環）**します。
現行アドレス読込と同様に、マイコンは最後に受信したデータワードに対して応答を返さず（NO ACK）、その後にSTOPビットを送信することで、シーケンシャル読込を終了できます（図6）。

ランダム読込は、2つのステップからなるプロセスです。
第1ステップでは、「ダミー書込」命令を使用して、内部アドレスカウンタに対象の読込アドレスを初期設定します。
第2ステップでは、現行アドレスの読込を行います。
内部アドレスカウンタに対象の読込アドレスを初期設定するために、マイコンはまずSTARTビットを発行し、続いて読込/書込ビット（8番目）を**「0」に設定した有効なデバイスアドレスを送ります。
その後、EEPROMが応答（ACK）を返します。次に、マイコンは2つのアドレスワードを送信します。
ここでもEEPROMが応答（ACK）**を返します。
マイコンは、EEPROMに有効な書込データを送信する代わりに、現行アドレス読込命令を実行してデータを読み込みます。
注意点として、STARTビットが発行されると、EEPROMは内部の書き込み処理をリセットし、新しい命令（図7の現行アドレス読込）の実行を継続します。

構造体は、異なる型のデータを並べて1つにまとめる機能です。

構造体のイメージ

【構造体のメモリ空間】全体サイズ ＝ 各メンバーの合計（＋パディング）
[ メンバーA ] [ メンバーB ] [ メンバーC ]

共用体は、複数のメンバーで同じメモリ領域を共有（使い回し）する機能です。

共用体のイメージ

【共用体のメモリ空間】全体サイズ ＝ 最大メンバーのサイズ
[ メンバーA ]
[ メンバーB （同じ場所を共有） ]
[ メンバーC （同じ場所を共有） ]

項目	構造体（struct）	共用体（union）
メモリの配置	メンバーごとに別々の場所	全メンバーで同じ場所を共有
全体サイズ	各メンバーのサイズの合計	最大のメンバーのサイズ
同時アクセス	すべてのメンバーに同時に可能	最後に書き込んだ1つだけ可能

まず、保存したいデータを分かりやすい変数名で定義します。 // 1. 保存したい設定変数の集まりを定義 typedef struct { uint16_t target_temperature; // 目標温度（分かりやすい名前） uint8_t device_mode; // 動作モード uint32_t operating_time; // 稼働時間 float calibration_factor; // 補正係数 } SettingData_t;

次に、上記で定義した構造体と、EEPROM送信用の配列（uint8_t 型）を共用体にします。 // 2. 構造体とバイト配列を共用体にする typedef union { SettingData_t set; // 変数名でアクセスする用 uint8_t bytes[sizeof(SettingData_t)]; // EEPROM読み書き（配列）用 } EepromBuffer_u; // グローバル変数などとして実体を定義 EepromBuffer_u myConfig;

この方法を使うと、プログラム内では配列を使わずに、分かりやすい変数名で直接読み書きができます。
配列のインデックス（何番目か）を気にする必要は一切ありません。 // --- プログラム内で値を使うとき --- // 非常に分かりやすく、値の意味がひと目で分かります myConfig.set.target_temperature = 250; myConfig.set.device_mode = 2; if (myConfig.set.operating_time > 1000) { // 処理 }

ページ書き込みを使用します。
#include "ch32v20x.h" #define EEPROM_DEVICE_ADDRESS 0xA0 #define EEPROM_PAGE_SIZE 64 // 24C128のページサイズは64バイト /** * @brief 24C128へサイズ制限なく安全にデータを書き込む（ページ跨ぎ自動処理） * @param WriteAddr: 書き込み開始アドレス（0x0000 〜 0x3FFF） * @param pBuffer: 構造体や配列のデータポインタ * @param NumToWrite: 全体の書き込みバイト数（sizeof(データ)） */ void EEPROM_Write_Buffer(uint16_t WriteAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t NumToWrite) { uint8_t NumOfPage = 0; uint8_t NumOfSingle = 0; uint8_t Addr = 0; uint8_t count = 0; // 現在のアドレスがページのどこにいるか（0〜63） Addr = WriteAddr % EEPROM_PAGE_SIZE; // 現在のページであと何バイト書けるか count = EEPROM_PAGE_SIZE - Addr; // 全体何ページ分あるか NumOfPage = NumToWrite / EEPROM_PAGE_SIZE; // ページ単位で割った余りのバイト数 NumOfSingle = NumToWrite % EEPROM_PAGE_SIZE; // 1. 開始アドレスがページ境界（64の倍数）にジャストである場合 if (Addr == 0) { // 全体が64バイト未満の場合 if (NumOfPage == 0) { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, NumOfSingle); } // 64バイト以上の場合 else { // 64バイト単位でループ書き込み while (NumOfPage--) { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, EEPROM_PAGE_SIZE); WriteAddr += EEPROM_PAGE_SIZE; pBuffer += EEPROM_PAGE_SIZE; } // 最後に残った端数（64バイト未満）を書き込み if (NumOfSingle != 0) { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, NumOfSingle); } } } // 2. 開始アドレスが中途半端な位置（ページ境界をまたぐ可能性がある）場合 else { // 全体サイズが、現在のページに収まる場合 if (NumOfPage == 0) { if (NumOfSingle > count) // 現在のページ残り枠を超えてしまう場合 { // まず現在のページの残りを埋める EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, count); WriteAddr += count; pBuffer += count; // 次のページにはみ出た分を書く EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, (NumOfSingle - count)); } else { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, NumToWrite); } } // 全体サイズが64バイト以上で、さらに跨ぎが発生する場合 else { // まず現在のページの残りを埋めて、アドレスをページ境界に合わせる NumToWrite -= count; NumOfPage = NumToWrite / EEPROM_PAGE_SIZE; NumOfSingle = NumToWrite % EEPROM_PAGE_SIZE; EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, count); WriteAddr += count; pBuffer += count; // 境界が揃ったので、64バイト単位でループ書き込み while (NumOfPage--) { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, EEPROM_PAGE_SIZE); WriteAddr += EEPROM_PAGE_SIZE; pBuffer += EEPROM_PAGE_SIZE; } // 最後に残った端数を書き込み if (NumOfSingle != 0) { EEPROM_Page_Write(WriteAddr, pBuffer, NumOfSingle); } } } }
実際の使い方のイメージ
// 100バイトの大きな構造体の例 typedef struct { uint32_t system_id; uint8_t matrix_data[80]; // 大きな配列 float calibration; uint16_t checksum; } SettingData_t; // 共用体の定義 typedef union { SettingData_t data; uint8_t bytes[sizeof(SettingData_t)]; } MyConfig_t;
読み出し（Read）のときは待ち時間は不要ちなみに、EEPROMからデータを読み出す（Read）ときは、物理的な高電圧書き換えが発生しないため、1バイトずつ読もうが、まとめて読もうが5msの待ち時間は一切不要です。
一瞬で終わります。読み出しも同様に、以下のように途中でストップをかけずに連続してクロックを送り、EEPROMからデータを連続で受け取る「シーケンシャルリード」を行うのが一般的です。 /** * @brief 24C128からデータを連続読み出しする（何バイトでも一気に読めます） */ void EEPROM_Sequential_Read(uint16_t ReadAddr, uint8_t* pBuffer, uint16_t NumToRead) { // アドレス指定のための空書き込み（ダミーライト） I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_DEVICE_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); I2C_SendData(I2C1, (uint8_t)(ReadAddr >> 8)); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); I2C_SendData(I2C1, (uint8_t)(ReadAddr & 0x00FF)); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); // 再スタートコンディション（読み出しモードへ切り替え） I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_DEVICE_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED)); // 連続データ受信 while(NumToRead) { if(NumToRead == 1) { // 最後の1バイトはACKを返さない(NACK) I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE); I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); } while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)); *pBuffer = I2C_ReceiveData(I2C1); pBuffer++; NumToRead--; } // 次回のためにACKを有効に戻しておく I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE); }
このように、書き込み時だけ「データを連続で送り、最後にストップをかけ、5ms待つ」という手順を踏むことで、配列のデメリット（名前が分からなくなる問題）と、EEPROMのデメリット（1バイトずつだと遅い問題）の両方をきれいにクリアできます。

CH32V203は32bit（RISC-V）マイコンです。
C言語の構造体は、マイコンがアクセスしやすいように自動的にデータの間に隙間（パディング）を入れてしまいます（4バイト境界アライメント）。
これにより、sizeof(SettingData_t) のサイズが想定より大きくなり、EEPROM内に無駄な空きスペース（ゴミデータ）が書き込まれたり、データ位置がズレたりします。
これを防ぐために、構造体を定義する際は必ず __attribute__((packed)) を付与して、隙間を詰め（パック化）してください。 // パック化（隙間を詰め、完全にフラットな配列として扱えるようにする） typedef struct __attribute__((packed)) { uint16_t target_temperature; uint8_t device_mode; uint32_t operating_time; float calibration_factor; } SettingData_t;

構造体を使って配列問題を解決しても、24C128のハードウェア特性による以下の制限に注意する必要があります。

(1)ページバウンダリ（64バイトの壁）

(2)書き込み完了待ち(約5ms)