20MHZ和4Mhz相差了5倍，EEPROM有最小写入时间，一般是5~10ms，假如你程序是需要延迟10ms，在4MHZ下是对的，但换成20Mhz后就变成了2ms，肯定就不能正确写入。
另外，在波形发送的过程中，对上升沿和下降沿都是有要求的，按照标准的IIC标准，低速IIC的速度是100KHZ，高速是400Khz，超过了这个速度就可能导致操作失败，24C02有很多厂家都在供应，不知道你选是哪家的，你要对应看看你20Mhz的时候这个速度是不是已经超过芯片允许的速度。
所以，你要在20Mhz下正常使用就两个地方需注意和修改：1是写入数据后的延迟时间，必须满足芯片手册上给出的参数（5~10ms），2是在端口操作时将端口电平改变语句后加两句NOP语句，以降低操作频率，如果是采用硬件IIC的话就修改你的波特率来实现。
为了让程序的兼容性更好，可以在头文件中将晶振参数定义为一个常量，在程序中判断这个常量来执行不同的设置，以达到最佳的性能优化。
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