#define F_CPU 11059200

#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/sfr_defs.h>
#include <util/delay.h>

unsigned char buf[8];
const unsigned char seg8[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};
unsigned char id = 0;

void seg_scan(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char n = buf[id];
    for (i = 7; i >= 5; i--)
    {
        PORTC = ~_BV(i);
        PORTA = seg8[n % 10];
        _delay_ms(3);
        PORTA = 0xff;
        n /= 10;
    }

    n = id;
    for (i = 1; i <= 1; i--)
    {
        PORTC = ~_BV(i);
        PORTA = seg8[n % 10];
        _delay_ms(3);
        PORTA = 0xff;
        n /= 10;
    }
}

void read(unsigned char addr)
{
    TWCR |= _BV(TWSTA) | _BV(TWINT); // 開始信號
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0); // 等待發送完畢
    TWCR &= ~(_BV(TWSTA) | _BV(TWINT)); // 清除開始信號標誌, 同時要保證TWINT未被寫1, 以免執行了新的操作
    TWDR = 0xa0; // 器件地址+寫信號
    TWCR |= _BV(TWINT); // 開始發送
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0); // 等待發送完畢
    TWDR = addr; // 存儲單元地址
    TWCR |= _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    
    TWCR |= _BV(TWSTA) | _BV(TWINT); // 再次發送開始信號
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    TWCR &= ~(_BV(TWSTA) | _BV(TWINT));
    TWDR = 0xa1; // 器件地址+讀信號
    TWCR |= _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);

    // 連續讀三個位元組
    TWCR |= _BV(TWEA) | _BV(TWINT); // TWEA=1: 接收時發送的是應答信號, 告訴器件需要更多數據, TWINT=1: 開始接收
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    buf[addr] = TWDR;
    TWCR |= _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    buf[addr + 1] = TWDR;
    TWCR &= ~_BV(TWEA); // TWEA=0: 接收的是最後一位元組數據, 發送非應答
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    buf[addr + 2] = TWDR;
    TWCR |= _BV(TWSTO) | _BV(TWINT); // 結束信號, TWSTO是自動清除的
}

void write(void)
{
    unsigned char i;
    TWCR |= _BV(TWSTA) | _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    TWCR &= ~(_BV(TWSTA) | _BV(TWINT)); // 清除TWSTA, 同時要保證TWINT未被寫1
    TWDR = 0xa0;
    TWCR |= _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    
    TWDR = 0; // 存儲單元地址
    TWCR |= _BV(TWINT);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);

    // 寫入8位元組數據
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        TWDR = 100 + i * 10 + i;
        TWCR |= _BV(TWINT);
        while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);
    }

    // 結束
    TWCR |= _BV(TWSTO) | _BV(TWINT);
    _delay_ms(1); // 等待24C08存儲器擦寫完畢
}

int main(void)
{
    TWBR = 3;
    TWSR = 2;
    TWCR |= _BV(TWEN); // 開TWI
    write();
    read(5); // 第5~7位元組
    read(0); // 第0~2位元組
    read(3); // 第3~5位元組
    TWCR &= ~_BV(TWEN); // 數碼管要佔用PC口, 所以將TWI關掉
    
    TIMSK |= _BV(TOIE1); // 開定時器中斷
    sei(); // 開總中斷
    TCCR1B |= _BV(CS12); // 定時器256分頻

    DDRA = DDRC = 0xff;
    while (1)
        seg_scan();
}

ISR(TIMER1_OVF_vect)
{
    id = (id + 1) % sizeof(buf);
}