读取 I2C 传感器值（bit-banging）

Question

我有一个非常简单的用于 ATTINY85 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 );
}

我能够毫无问题地成功写入 I2C。我已经用 SSD1306 和 LC2404B 测试了这段代码，如果 VCC 设置为 4.2V，一切都很好，即使是时序。

i2c_init();

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

虽然写作工作完美，但我似乎无法使用 ATTINY85 触发我的任何 I2C 模块，以 return 我可以稍后阅读的值。

我连接了树莓派和 GY-521 传感器（因为它 returns 值，即使没有设置内部地址）。我可以通过以下方式检测传感器并使用覆盆子从中读取值：

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。传感器根本不响应该值。我似乎无法理解第一个字节中的最后一位是 ACK 还是 'READ' 指示位，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，传感器根本不响应（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附加另一个 start() 条件，但仍然没有成功。关于我哪里出错的任何提示？我只是想让传感器响应 ATTINY85 读取请求，以便稍后读取值。谢谢！

Answer 1

我建议阅读一些有关 I2C 的教程，以大致了解该协议。例如，参见 https://learn.sparkfun.com/tutorials/i2c。

简而言之，I2C就是一条时钟线和一条数据线的两线多主总线。在任何通信中，无论是读还是写，主机都提供时钟信号。您的 i2c_write() 通过 SCL 转换实现了这一点。

为了读回一个值，您还需要为从机用于输出数据提供时钟。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()，它会生成时钟转换，并一次移动一位。

Answer 2

你需要让SDA线作为输入，这样你就可以检测slave是否在发送ACK。您没有任何代码将 SDA 线设置为输入，因此从属设备无法将任何数据发送回给您；您在 SDA 线上设置的值可能会压倒从站试图做的任何事情。要读回数据，您需要创建一个 i2c_read 函数，在 SDA 为输入时摆动 SCL 线。因此，您的 I2C 实现还远未完成。您可以仔细阅读 I2C spec from NXP 或寻找更完整的 bit-banging I2C 实现作为参考。

读取 I2C 传感器值（bit-banging）

Reading I2C sensor value (bit-banging)

avr

i2c