[решено]Raspberry <=> Arduino через I2C

Здравствуйте,
Пытаюсь освоить коммуникации малины и ардуины.
Чтоб не мутить с согласованием уровней, соединил через шину I2C, ибо на малине есть подтягивающие до 3 вольт резисторы.
собрал.
Малина мастер ардуино slave

вот скетч для ардуины:

Код (C++):

#include <Wire.h>

#define SLAVE_ADDRESS 0x40

byte result;
byte stp;
  byte fa;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
   pinMode(13, OUTPUT);
   Serial.begin(9600);         // start serial for output
     // initialize i2c as slave
    Wire.begin(SLAVE_ADDRESS);
    Wire.onRequest(sendData);
    Wire.onReceive(readData);
    Serial.println("Ready!");
    digitalWrite(13,LOW);

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

void readData(int byteCount){

  Serial.print("i2c Incoming! bc =");
  Serial.print(byteCount);
  Serial.print(" avaiable");
  Serial.println(Wire.available());
  while(Wire.available()){
    byte rd = Wire.read();
    Serial.print("Step:");
    Serial.print(stp);
    Serial.print(" received:");
    Serial.println(rd);
    switch (stp) {
      case 0: stp++; result = rd; break;
      case 1: stp++; fa = rd; break;
      case 2: stp=0;
              if(rd == 1){
                 result+= fa;
              }else if(rd ==2){
                result-=fa;
              }
    }
  }
}
void sendData(){
    Wire.write(result);
    Serial.print("Sending data:");
    Serial.println(result);

}

если на малине прописать i2cdetect -y 0 то видим:

при этом ардуино видит опрос и в консоль пишет

i2c Incoming! bc =0 avaiable0

попробовал запустить посылку через wiringPi
вот код:

Код (C++):

#include <iostream>
#include <wiringPiI2C.h>

using namespace std;

int main()
{

int fd = wiringPiI2CSetup (0x40); // the device address goes here
cout << "Init result: "<< fd << endl;
wiringPiI2CWrite (fd, 1); // we send the command 1 to the ATtiny
wiringPiI2CWrite (fd, 3);
wiringPiI2CWrite (fd, 2);

int result = wiringPiI2CRead(fd);
cout<< result<<endl;

}

Ардуина выдала:

то есть третий вызов wiringPiI2CWrite (fd, 2); не удался, чтение тоже провалилось

решил сделать без библиотеки, напрямую.
Вот код:

Код (C++):

#include <unistd.h>                //Needed for I2C port
#include <fcntl.h>                //Needed for I2C port
#include <sys/ioctl.h>            //Needed for I2C port
#include <linux/i2c-dev.h>        //Needed for I2C port
#include <iostream>

using namespace std;

int main(){

    int file_i2c;
    int length;
    unsigned char buffer[60] = {0};

 
    //----- OPEN THE I2C BUS -----
    char *filename = (char*)"/dev/i2c-0";
    if ((file_i2c = open(filename, O_RDWR)) < 0)
    {
        //ERROR HANDLING: you can check errno to see what went wrong
        cout << "error opening i2c bus" <<endl;
        return 1;
    }

    int addr = 0x40;          //<<<<<The I2C address of the slave
    if (ioctl(file_i2c, I2C_SLAVE, addr) < 0)
    {
        cout <<"Failed to acquire bus access and/or talk to slave."<<endl;
        //ERROR HANDLING; you can check errno to see what went wrong
        return 1;
    }

 
    //----- WRITE BYTES -----
    buffer[0] = 0x01;
    buffer[1] = 0x02;
    buffer[2] = 0x01;
    length = 3;            //<<< Number of bytes to write
    if (write(file_i2c, buffer, length) != length)        //write() returns the number of bytes actually written, if it doesn't match then an error occurred (e.g. no response from the device)
    {
        /* ERROR HANDLING: i2c transaction failed */
        cout<<"Failed to write to the i2c bus"<<endl;
    }

    length = 1;
    if (read(file_i2c, buffer, length) != length)        //read() returns the number of bytes actually read, if it doesn't match then an error occurred (e.g. no response from the device)
    {
        //ERROR HANDLING: i2c transaction failed
        cout<<"Failed to read from the i2c bus."<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"Data read: "<< buffer <<endl;;
    }
    return 0;
}
 

он работат чуть лучше:

вот что пишет ардуино:

но увы малина уже не читает:
Failed to read from the i2c bus.

как правильно написать взаимодействие?

 

Причем если программу на распбери перевести на питон:

Код (Python):

import smbus

import time

# for RPI version 1, use "bus = smbus.SMBus(0)"

bus = smbus.SMBus(0)

# This is the address we setup in the Arduino Program

address = 0x40


def writeNumber(value):

    bus.write_byte(address, value)

    # bus.write_byte_data(address, 0, value)

    return -1


def readNumber():

    number = bus.read_byte(address)

    # number = bus.read_byte_data(address, 1)

    return number



while True:

    var = input("Enter 1 - 9: ")

    if not var:

        continue

    writeNumber(var)

    print "RPI: Hi Arduino, I sent you ", var

    var = input("Enter second 1-9:")

    if not var:
        continue

    writeNumber(var)

    writeNumber(1)

    # sleep one second

    time.sleep(1)



    number = readNumber()

    print "Arduino: Hey RPI, I received a digit ", number

    print

То все работает как часы

 

Я правильно понял, что у малины уровни 3.3В, а у ардуины - 5В? Если да - конвертер уровней ннада.

 

зачем?

малина поднимает уровни линий SDA и SCL до 3.3 вольт

затем если надо передать ардуина или малина просто роняет эти линии в 0

Ардуино не пускает логическую 1 на линию.

 

Моё дело предложить, что называется. А ответ на вопрос простой: затем, что так схемотехнически грамотно, без отдавания на откуп гаданию на кофейной гуще - просядет в какой-то момент питалово и, как следствие, уровень сигнала - или не просядет. Если считаете, что незачем - ок, незачем, пускай не работает и дальше

 

у меня проблема не в электрической части, а в программной.

если пишу на питоне все работет
если пишу на с++ не работает

вывод виноват мой код на с++.
Не работала бы электроника, то питон бы тоже не работал

Стандарт I2C придумали инженеры Филлипса, а не я.
Я всего лишь использую то что предложили умные дядьки

 

Анализируя чем отличается программа на питоне и на с++ пришел к выводу:
надо перед тем как начать читать , надо сделать задержку.

если перед строкой
if (read(file_i2c, buffer, length) != length)
вставить
bcm2835_delay(1000);

то все работает.

возникает вопрос, какую задержку ставить?

 

опытным путем выяснил, что bcm2835_delay(100) достаточно.
походу малина слишком шустрая и ардуино неуспевает ответить

 

Ок, отметаем рассогласование уровней, пущай их.

Как вариант

 

В данном случае - нет. На 3.3 в МК уже "1". Я бы беспокоился за малину - у неё нет защит совсем.

 

Это да, главное по ошибке не залить скетч в ардуино, который поднимет пины i2c в 1

 

Сопротивление подтяжки какое?

Успевает. Проблема скорее в неправильной подтяжке линий шины I2C.

 

Отлично! Продолжайте дальше искать проблему в исходном коде...

 

1.8 k по даташиту

 

Все статьи которые находил, описывали подключение именно так, напрямую.

Врут?

 

Почему сразу -- "врут"? Вполне нормальное подключение. Меня просто удивил ответ, что не знаете какая подтяжка у линий шины I2C.
1.8к вполне нормальная подтяжка.

 

Я просто не лазил в потроха малины, почитал про стандарт и2с , почитал что они там есть , и принял на веру что инженеры малины сделали правильно

 

Следующее на что обратите внимание:
функции 'void readData(int byteCount)' и 'void sendData()' -- callback'и в ардуиновском коде -- вызываются внутри обработчика прерывания. В тоже время в этих функциях активно используется вывод в Serial, который тоже основан на прерываниях. Если передающий буфер переполнится, то вызов функции 'Serial.print();' заблокирует выполнение программы до тех пор, пока буфер не очистится. А он не очистится до тех пор, пока не отработает обработчик прерывания отправки данных в Serial.
Так что при такой организации кода велика вероятность появления такого явления как 'deadlock' -- к примеру, функция 'sendData()' не сможет завершить своё выполнение из-за переполненного буфера Serial, а буфер Serial не может быть очищен, т.к. прерывания запрещены (программа уже находится в обработчике прерывания TWI).

 

Спасибо, вечером как вернусь попробую удалить вывод из прерываний, он там был чтоб отладить ардуино.

 

Освежил в памяти функционал Serial и выяснил следующее:
deadlock'а не будет, но в случае переполнения буфера Serial, пока передаются данные через Serial, данные по I2C передаваться/приниматься не будут.