I2C 协议有问题

Question

我正在和几个朋友一起做一个项目，我正在尝试解决从 I2C 压力传感器读取数据时遇到的问题。

所附的代码是我遇到的问题的负责人。我正在使用的压力传感器的数字计数范围为 81 到 16128。当从传感器读取原始数据时，变化为 256（1 字节），因此从 8017 到 8273 到 8529，而不是像 8017 到 8018 等那样逐个数字. 因此，函数（值）不会像预期的那样平滑地变化。关于为什么在 256 次计数后每次都这样计数的任何想法？似乎由于某种原因它一口一口地改变（1000 0000）。

void get_inputs(void)
{
        I2C_Master_Start();
        I2C_Master_Write(0x50);
        I2C_Master_Write(0x01);
        I2C_Master_RepeatedStart();
        I2C_Master_Write(0x51);
        rawHighByte = I2C_Master_Read(true);//Read the first byte and send an ACK
        rawLowByte = I2C_Master_Read(false); //shift the previously read value into the upper byte 
        I2C_Master_Stop();

        // Calculate the pressure from the received data
    
       uint16_t rawValue = ((uint16_t)rawLowByte << 8) | rawHighByte;
       
 
     // Convert to [-351, 351] range   
     float value = (((float)rawValue - 81.0f) * 702.0f / 16128.0f) - 351.0f;
     
     sprintf(pressure_str, "P: %f", value);

      
       lcd_clear();
}

Answer 1

我认为你应该使用以下内容：

uint16_t rawValue = ( ( (uint16_t)rawHighByte << 8 ) | rawLowByte ) & 0x3FFF;

float value = ( ( rawValue - 0x2000 ) / (float)0x4000 ) * 702.0;

这都是猜测，因为你提供的信息很少，而你提供的信息很少是相互矛盾的。

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错误 #1：转换公式不正确

您的输入预计应该在 [0,0x3FFF] ([0,16383]) 范围内。^[1]

论文应该映射到输出 [-351,351]。

他们没有。

输入	(((float)rawValue - 81.0f) * 702.0f / 16128.0f) - 351.0f
0x0000	-354.525665283203125
0x3FFF	358.57366943359375

要将 [0,0x3FFF] 映射到 [-351.0,351.0)^[2]，可以使用以下内容：

float value = ( ( rawValue - 0x2000 ) / (float)0x4000 ) * 702.0;

输入	( ( rawValue - 0x2000 ) / (float)0x4000 ) * 702.0
0x0000	-351
0x3FFF	350.9571533203125

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Bug #2：高低字节颠倒了

您正在使用

rawLowByte

作为高字节，而

rawHighByte

作为低字节。所以要么你用反了，要么名字错了。

前一种解释更有可能，因为你观察到的行为将直接导致反向使用它们。如果您将低字节用作高字节，则低字节中的 1 变化将导致

rawValue

中的 256 变化。

您使用了以下内容：

uint16_t rawValue = ( (uint16_t)rawLowByte << 8 ) | rawHighByte;

原始高字节	原始低字节	( (uint16_t)rawLowByte << 8 ) | rawHighByte	价值
		0x0000	-351
0x51	0x1F	0x1F51	-7.4981689453125
0x51	0x20	0x2051	3.4705810546875
0x51	0x21	0x2151	14.4393310546875
		0x3FFF	350.9571533203125

你可能应该使用以下内容：

uint16_t rawValue = ( (uint16_t)rawHighByte << 8 ) | rawLowByte;

原始高字节	原始低字节	( (uint16_t)rawHighByte << 8 ) | rawLowByte	价值
		0x0000	-351
0x51	0x1F	0x511F	538.7969970703125
0x51	0x20	0x5120	538.83984375
0x51	0x21	0x5121	538.8826904296875
		0x3FFF	350.9571533203125

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错误#3：输入中剩余的额外位

但是通过上述修复，我们得到超出预期 [0,0x3FFF] 范围的

rawValue

值，因此我们得到超出预期 [-351.0,351.0) 范围的

value

值。

由于

rawValue

预计正好是低 14 位的整个范围，因此第 14 位和第 15 位可能用于其他目的，应该被过滤掉。这可以通过以下方式实现：

uint16_t rawValue = ( ( (uint16_t)rawHighByte << 8 ) | rawLowByte ) & 0x3FFF;

原始高字节	原始低字节	( ... ) & 0x3FFF	价值
		0x0000	-351
0x51	0x1F	0x111F	-163.2030029296875
0x51	0x20	0x1120	-163.16015625
0x51	0x21	0x1121	-163.1173095703125
		0x3FFF	350.9571533203125

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1. 在问题中，您说输入在 [81,16128] 范围内。问题中的公式假设输入在 [0,16127] 范围内。在评论中，您说输入在 [0,0x3FFF] 范围内。我用了你提到的最后一个。
2. 让范围的两端都包含在内是“棘手的”。