读取I2C传感器值(比特转换)

Question

我有一个用于ATTINY85的非常简单的I2C bit-banging库。

#define PORT_SDA PB0
#define PORT_SCL PB2

#define SIGNAL_HIGH(PORT) PORTB |=  ( 1 << PORT )
#define SIGNAL_LOW(PORT)  PORTB &= ~( 1 << PORT )

void LED_ON(void);
void LED_OFF(void);

void i2c_init(void);
void i2c_start(void);
void i2c_read(void);
void i2c_stop(void);
void i2c_write(uint8_t byte);

void i2c_init()
{
    DDRB |= ( 1 << PORT_SDA );
    DDRB |= ( 1 << PORT_SCL );
}


void LED_ON( void )
{
    PORTB |= 0b00000010;
}


void LED_OFF( void )
{
    PORTB &= 0b111111101;
}


void i2c_start( void )
{
    SIGNAL_HIGH( PORT_SCL );
    SIGNAL_HIGH( PORT_SDA );
    SIGNAL_LOW(  PORT_SDA );
    SIGNAL_LOW(  PORT_SCL );
}


void i2c_stop( void )
{
    SIGNAL_LOW(  PORT_SCL );
    SIGNAL_LOW(  PORT_SDA );
    SIGNAL_HIGH( PORT_SCL );
    SIGNAL_HIGH( PORT_SDA );
}

void i2c_write(uint8_t byte)
{
    uint8_t bit;

    for ( bit = 0; bit < 0x08; bit++ )
    {
        if( ( byte << bit ) & 0x80 )
            SIGNAL_HIGH( PORT_SDA );
        else
            SIGNAL_LOW( PORT_SDA );

        SIGNAL_HIGH( PORT_SCL );
        SIGNAL_LOW( PORT_SCL );
    }

    SIGNAL_HIGH( PORT_SDA );
    SIGNAL_HIGH( PORT_SCL );
    SIGNAL_LOW( PORT_SCL );
} 

我能够成功地写入I2C，没有任何问题。我已经用SSD1306和LC2404B测试了这段代码，一切都很好，即使在VCC设置为4.2V的情况下也是如此。

i2c_init();

i2c_start();
    i2c_write( 0xA0 );
    i2c_write( 0x01 );
    i2c_write( 0x13 );
i2c_stop();

虽然写得很好，但我似乎不能用ATTINY85触发我的任何I2C模块来返回一个我以后可以读取的值。

我连接了raspberry和GY-521传感器(因为即使没有设置内部地址，它也会返回值)。我可以用raspberry检测传感器并从中读取一个值，方法如下：

i2cdetect -y 1

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --  


i2cget -y 1 0x68

0x02

这是示波器上的输出：

​

​

我可以看到传感器数据在变化。问题是，我似乎无法将相同的请求从ATTINY85复制到传感器。传感器根本不会对该值做出响应。我似乎不能理解第一个字节的最后一位是ACK还是“READ”指示符位，所以我尝试了不同的地址。

i2c_start();
i2c_write(  0b11010001 ); // address: 0xD1

i2c_start();
i2c_write(  0b11010000 ); // address: 0xD0

i2c_start();
i2c_write(  0b10100001 ); // address: 0xA1

i2c_start();
i2c_write(  0b10100000 ); // address: 0xA0

但无论我使用什么地址，传感器都不会响应(在示波器中)，并且在我发送地址字节后，SDA线保持高电平。我还尝试在发送地址后添加另一个start()条件，但仍然没有成功。有没有提示我哪里错了？我只是想让传感器响应ATTINY85读取请求，以便稍后可以读取该值。谢谢!

Answer 1

我建议阅读I2C上的一些教程，以便对协议有一个大致的了解。请参见https://learn.sparkfun.com/tutorials/i2c示例。

简而言之，I2C是一种具有时钟线和数据线的双线多主机总线。在任何通信中，无论是读取还是写入，主机都会提供时钟信号。您的i2c_write()通过SCL转换实现了这一点。

为了读回值，您还需要提供从机用来输出数据的时钟。没有时钟，就没有数据。因此，您需要实现一个类似于i2c写入的i2c_read()，它生成时钟转换，并一次移入每一位。

Answer 2

您需要让SDA行作为输入，这样才能检测从机是否正在发送ACK。您没有任何代码来将SDA行设置为输入，因此从设备不可能向您发送任何数据；您放在SDA行上的值可能会压倒从设备正在尝试做的任何事情。要读回数据，您需要创建一个i2c_read函数，该函数在SDA作为输入时摆动SCL线。因此，您的I2C实现远未完成。您可以仔细阅读I2C spec from NXP，或者寻找更完整的I2C实现作为参考。