Serielles EEPRM

In dem Datenblatt wird viel Wert auf das richtige Power-Up gelegt. Ein 
Punkt ist die Beschaltung des S(elect)-Anschlusses mit einem Pull-Down 
zu Vss. Durch das Deselect während Power-Up soll sichergestellt werden, 
dass beim Einschalten keine Daten verändert werden.

Hast du schon probiert nach dem Power-Up eine Wartepause einzulegen 
bevor du auf das EEPROM zugreifst? Es könnte ja sein, dass das EEPROM 
etwas länger braucht, um startklar zu werden als der µC. Und wenn bei 
langem Power-off die Kondensatoren leer sind, würde sich dies umso 
wahrscheinlicher zeigen.

Hast du eigentlich ein (Speicher-)Oszilloskop zur Verfügung, mit dem du 
das Power-Up verfolgen kannst? Ich würde hier die Vcc Leitung und die S 
Leitung überwachen.

Ohne Oszilloskop könnte man vielleicht was mit einem R/S-Flipflop (z.B. 
aus NAND-Gattern aufgebaut) und einer LED eine Alarmschaltung für Spikes 
auf der S Lietung basteln.

Vielleicht hilft dir auch die AN1119, die speziell auf das richtige 
Power-Up und Power-Down eingeht:
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/SGSThomsonMicroelectronics/mXyxzys.pdf

Darin wird genau auf das Zusammenspiel von C, D und S Signal 
eingegangen. Und es wird für den Pull-down Widerstand R diese Bedingung 
angegeben:

R > (min.) Vih(EEPROM) / (max.) Ioh(MCU)

Im FAMILY PRELIMINARY USER MANUAL (ST10 FAMILY) des C167 ist angegeben, 
dass man mit Pull-down-Widerständen kleiner 15 KOhm aufpassen soll.
http://www.ife.tugraz.at/datashts/Sgs-Thomson/2333.pdf

Ich komme bei den Zahlenspielen auf
R > 2V / 100 µA > 20 KOhm

Die 100µA Ioh sind aus obigem PDF bei Voh 0.9*Vcc. Es gibt allerdings 
eine Anmerkung, dass die Ausgangstreiber des µC einen höheren Strom 
bereitstellen können. Es ist möglicherweise auch Portabhängig. Das 
Datenblatt mit den DC Specifications habe ich auf die Schnelle nicht 
gefunden, der C166 hat z.B. Ioh um 250 µA (=> 8 KOhm).

Wer sagt's denn hier ist das Datasheet vom ST10F167
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/st/st10f167_ds.pdf

R > 2V / 250µA => R > 8 KOhm

Dein 10 KOhm Pull-Down hört sich gut an.