通过I2C读取TCA9535输出寄存器始终返回255的问题排查

原代码始终返回255的核心原因是I2C读操作流程完全错误，没有遵循TCA9535的时序要求，导致实际未读取到有效数据，返回的是Wire.read()的默认无效值。

错误点拆解 #

• 用Wire.beginTransmission(0x21)开启读模式是错误的：Arduino Wire库中，beginTransmission仅用于写操作，读操作需通过Wire.requestFrom发起。
• 第一次写入寄存器地址后，未执行“不发送停止条件的结束传输”就开启新传输，破坏了I2C重复起始的时序逻辑。
• 未调用Wire.requestFrom直接执行Wire.read()，此时读取的是无意义的默认值（255）。

修正后的代码 #

uint8_t readOutputRegister(){
  uint8_t res = 0xFF; // 默认返回无效值

  // 第一步：写入要读取的寄存器地址（输出端口0，地址0x02）
  Wire.beginTransmission(0x20); // 设备写地址（RW=0）
  Wire.write(0x02);             // 指定目标寄存器
  // 发送写数据后不发送停止条件，准备重复起始
  if (Wire.endTransmission(false) == 0) {
    // 第二步：发起读操作，请求1字节数据
    // 0x21是设备读地址（RW=1，即0x20 | 0x01）
    if (Wire.requestFrom(0x21, 1) == 1) {
      res = Wire.read(); // 读取有效数据
    }
  }
  // Wire.requestFrom结束后会自动发送停止条件
  return res;
}

关键流程说明 #

1. 指定读取寄存器：先通过设备写地址告知TCA9535要读取的寄存器，用endTransmission(false)保留总线连接，不发送停止条件，为重复起始做准备。
2. 发起读操作：通过Wire.requestFrom(0x21, 1)发送重复起始信号+设备读地址，同时请求1字节数据，成功后读取有效内容。
3. 错误防护：加入通信状态判断，避免I2C连接失败时返回错误数据。

额外注意事项 #

• 确认TCA9535硬件连接正确（SDA/SCL引脚需上拉，地址引脚A0-A2配置要与代码中0x20的地址匹配）。
• 输出寄存器初始值为0xFF（所有引脚高电平），若未修改过输出状态，读取到255是正常现象，可先调用写输出寄存器的函数修改后再验证读取结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mardari