SPI empfaengt nur 0xFF

[Matt S. (matze_93)]

Hi Leute,

ich probiere seid ein paar Tagen einen Sensor via SPI auszulesen.
Bei dem Sensor handelt es sich um einen BMP280, der schon auf einer 
Leiterplatte angebracht ist. (siehe Breadboard)
Mittels N-Kanal Mosfet (2N 7000) und 2 10k Pull-Up Widerständen habe ich 
die Logic Level angepasst, da der Sensor mit 3V3 arbeitet.
Der µC ist ein AtMega 328P auf dem Entwicklungsboard xplained mini.
Bis dahin funktioniert auch alles.
Ich kann mit Multimeter die eingestellten Pegel messen.

Leider habe ich kein Oszi.

Software seitig gibt es 2 Dinge die mich stören:

1. Der Debugger zeigt mir im Atmel Studio 7 immer ein leeres SPDR an, 
egal ob ich etwas rein schreibe (SPDR = 0xD0) das SPDR bleibt leer.

2. Wenn ich mein Programm laufen lasse empfange ich als ID 0xFF welche 
eigentlich 0x58 sein sollte. Habe mir nichts weiter dabei gedacht und 
weiter programmiert um die "pressure Werte" auszulesen, MSB und LSB 
bekomme ich auch als 0xFF angezeigt.


Weis jemand wo das Problem liegt? bzw liegen könnte?

hier ist der Code:
main.c:

 
/*
 * BMP280-SPI.c
 *
 * Created: 17.06.2017 11:45:17
 * Author : MattZe
 */ 

#ifndef F_CPU
#define F_CPU      16000000UL
#endif

#include <avr/io.h>
#include "spi.h"
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define char uint8_t
#define unsigned int uint16_t
#define IDAddr      0xD0    // see Datasheet BMP280 page 31 & 24 ff.


int main(void)
{
  DDRC = 0xF0;
  PORTC |= (1 << DDC5);

  uint8_t ID = 0x00;
  uint8_t pressMSB = 0x00;
  uint8_t pressLSB = 0x00;
  uint16_t press = 0x00;
  
  
  //  initialize SPI as Master, MSB first, Interrupt off, clock rate: f(osc)/128, Mode: 00
  spi_master_init ();        // SPI wird nicht eingeschaltet (SPE nicht gesetzt)
  PORTB |= (1 << DDB2);      // zur Sicherheit nochmal auf VCC ziehen
  
  SPCR |= (1 << SPE);        // enable SPI
  
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  // get ID
  ID = spi_fast_shift (0xD0);
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  spiConfigBMP280 ();
  
  while (1)
  {
    /*    write Register-Addr without MSB 
        MSB is 1 if read access
        MSB is 0 if write access
    */
    ID = SPIMasterSend (0xD0);
    if (ID == 0x00)          //  wurde keine ID gelesen wird die LED an PC5 ausgeschaltet
      PORTC &= ~(1 << DDC5);
    
    press = spiPressBMP280 (pressMSB, pressLSB);
    
    ID = 0x00;
  }
  
  while (1);
  
  return 1;
}

spi.c

#include "spi.h"

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define PORT_SPI    PORTB
#define DDR_SPI     DDRB
#define DD_MISO     DDB4
#define DD_MOSI     DDB3
#define DD_SS       DDB2
#define DD_SCK      DDB5

void spi_master_init (void) 
{
  SPCR = 0x00;                // vorbeugend
  DDRB |= ((1<<DD_SCK) | (1<<DD_MOSI) | (1<<DD_SS));  // setze SCK,MOSI,PB2 (SS) als Ausgang
  DDRB &= ~(1<<DD_MISO);              // setze MISO als Eingang
  PORTB |= ((1<<DD_SCK) | (1<<DD_SS));        // SCK low und PB2 high (ist mit SS am Slave verbunden)
  SPCR |= ((1<<MSTR) | (1<<CPHA) | (1<<SPR0) | (1<<SPR1));      //Master, Taktrate fck/128
}
uint8_t spi_fast_shift (uint8_t data)
// Clocks only one byte to target device and returns the received one
{
    SPDR = data;
    while(!(SPSR & (1<<SPIF)));
    return SPDR;
}

uint8_t SPIMasterSend(uint8_t data)
{
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  //  send data
  SPDR = data;
  //  wait for transmition complete
  while (!(SPSR &(1<<SPIF)));
  //  Empfangene Daten in Variable zurück schreiben
  data = SPDR;
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  return data;
}

BMP280.c:

/*
**
**
*/
#define ConfigAddr    0x74    // see Datasheet BMP280 page 31 & 24 ff.
#include "spi.h"
#include <avr/io.h>

uint8_t spiConfigBMP280 (void)
{
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  // configure Sensor
  spi_fast_shift (ConfigAddr);
  spi_fast_shift (0xB7);
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  // configure Sensor
  spi_fast_shift (ConfigAddr+1U);
  spi_fast_shift (0x10);
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  return 1;
}

uint16_t spiPressBMP280 (uint8_t MSB, uint8_t LSB)
{
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  // get pressure Value
  MSB = spi_fast_shift (0xF7);
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  //  start communication
  PORTB &= ~(1<<DDB2);
  // get pressure Value
  LSB = spi_fast_shift (0xF8);
  //  determinate Communication
  PORTB |= (1<<DDB2);
  
  return ((MSB<<8U) + LSB);
}

das ganze Projekt habe ich nochmals bei Google Drive hoch geladen:
https://drive.google.com/open?id=0B99TRuv5UwfWZzMxSmhVbF9VWVk


ich hoffe ich habe alles einigermaßen verständlich erklärt,
vielen Dank schon mal vor ab

[Erwin D. (Gast)]

Sieh dir mal die MOSI-Leitung an.
Klingt so, als hättest du einen Schluss gegen HIGH.

[Stefan F. (Gast)]

Mach erstmal eine LED an MISO, MOSI und CLK, dann takte das Ding so 
langsam wie möglich (am besten so, dass du die Signale an den LED's 
mitlesen kannst).

Kontrolliere anhand der LED's welchers Fehlerbild zutrifft:

a) Kein Takt
b) MOSI sendet nichts.
c) MOSI sendet etwas aber MISO empfängt nichts.
d) CLK, MOSI und MISO sind alle aktiv, aber das SPDR  ist trotzdem immer 
0xFF.

Davon hängt ab, wie man weiter vorgeht.

[Stefan E. (sternst)]

Deine ganze Kommunikation ist grundlegend falsch. Wie soll der BMP280 
z.B. die ID mit der gleichen SPI-Übertragung raus takten, mit der du den 
Befehl zum Ausgeben der ID rein taktest? Der kann doch nicht Hellsehen.

Die FF werden einfach die Dummy-Daten sein, die der BMP280 beim Empfang 
des Befehls raus taktet.

[Jim M. (turboj)]

Matt S. schrieb:
> 1. Der Debugger zeigt mir im Atmel Studio 7 immer ein leeres SPDR an,
> egal ob ich etwas rein schreibe (SPDR = 0xD0) das SPDR bleibt leer.

SPDR sollte man niemals im Debugger direkt verwenden. Dies ist eins 
der Hardware Register bei denen das Lesen Nebenwirkungen auslöst.