byte command1 = B01000000; //Команда записи данных в регистр дисплея
byte command2 = B11000000; //Команда "начальный адрес дисплея"
byte symbol_1 = 0x22;//Символ_1
byte symbol_2 = 0x55;//Символ_2
byte symbol_3 = 0x4D;//Символ_3
byte symbol_4 = 0x33;//Символ_4
byte symbol_5 = 0x51;//Символ_5
byte symbol_6 = 0x8E;//Символ_6
byte command3 = B10001111; //Яркость и ON/OFF дисплея
byte command4 = B01000010;//Команда чтения клавиатуры.
unsigned int bit_n;
unsigned int WAIT_HL = 0;
unsigned int pack = 0x01;
unsigned int send_byte;
unsigned int SCL_TM1637 = B00001000; //Задаем 3 пин, как выход SCL
unsigned int SDA_TM1637 = B00000100;  //Задаем 2 пин, как шину SDA
volatile boolean SCL_STAT = true;//Переменная, в которой хранится текущее состояние выхода SCL
volatile boolean ACK_tm1637 = false; //Переменная в которой возвращается проверка сигнала ACK (подтверждение приема байта)

void setup() {
TIMSK2 &= ~(1<<TOIE2);// Запрещаем  прерывания, сбросив бит TOIE2 в регистре TIMSK2.
TCCR2A &= ~((1<<COM2A1) | (1<<COM2A0) | (1<<COM2B1) | (1<<COM2B0) | (1<<WGM21) | (1<<WGM20));//Сбрасываем биты 7 - 4 в регистре TCCR2A, так как переключение выходов OC2A и OC2B нас пока не интересует, а также отключаем режим ШИМ (WGM).
TIMSK2 |= (1<<TOIE2);// Разрешаем  прерывания, установив бит TOIE2 в регистре TIMSK2. Прерывание будет переворачивать сигнал на SCL
DDRD |= B00001100;  //Инициализируем третий и второй пины порта D как выходы.
PORTD |= B00001100; //Выводим HIGH на третий и второй пины порта D.
Serial.begin(9600);
}

void generator_SCL(){
PORTD ^= PORTD | SCL_TM1637; //Инвертируем третий пин порта D. Тем самым формируем сигнал SCL.
SCL_STAT = !SCL_STAT;        //Записываем состояние SCL в переменную SCL_STAT

}



void start_transfer(){
DDRD |= B00001100;  //Инициализируем третий и второй пины порта D как выходы.
PORTD |= B00001000; //Выводим HIGH на SCL
delay(1);
PORTD |= B00000100; // Выводим HIGH на SDA (Конец передачи)
delay(1);
PORTD &= B11111011; //  Посылаем на SDA LOW, тем самым отправляем приемнику сигнал о старте передачи данных (SCL = HIGH).
TCCR2B = 0x02;       //Подключаем 2 Мгц к Таймеру2. Таймер начинает считать до 255, вызывать подпрограмму прерывания (generator_SCL()) и сбрасываться в 0.
}

void end_transfer(){
DDRD |= B00000100;   //Инициализируем второй пин порта D (SDA) как выход.
PORTD &= B11111011;  //Выводим на SDA LOW.
TCCR2B = 0x00;       //Останавливаем Таймер2.
PORTD |= B00001000;  //Выводим на SCL HIGH
SCL_STAT = true;     // Не забываем присвоить переменной статуса SCL значение true
TCNT2 = 0;           //Обнуляем таймер.
PORTD |= B00000100;  //Выводим на SDA HIGH.
}

void wait_ack(){
ACK_tm1637 = 0;
DDRD &= B11111011;          //Инициализируем пин SDA как вход
PORTD |= B00000100;         //Подключаем подтягивающий резистор к SDA
while(WAIT_HL < 2000){    //Начинаем слушать шину SDA не более 2000 циклов
   if(!(PIND & B00000100)){//Если  SDA = LOW,
     WAIT_HL = 2000;
       ACK_tm1637 = 1;       //присваиваем переменной ACK_tm1637 значение 1, как подтверждение получения ACK
     }
    WAIT_HL += 1;
   }
 if(ACK_tm1637 == 0){
  Serial.print("NO ACK!");
 }
 WAIT_HL = 0;
 while(WAIT_HL < 2000){     //Ждем положительного фронта на SCL (см. DATASHEET TM1637
  if(PIND & B00000100){     //Если пришел положительный фронт,
  WAIT_HL = 2000;         //уходим в loop
  }
  WAIT_HL += 1;
 }
 WAIT_HL = 0;
}


void byte_send(){
send_byte = pack;
DDRD |= B00000100;  //Инициализируем второй пин (SDA) порта D как выход.
bit_n = 0;
while(bit_n <= 7){             //отправляем байт на SDA
   if(!SCL_STAT){                 //Если пин SCL переключился на LOW
     if(send_byte & B00000001){            //Если младший бит равен 1,
      PORTD |= SDA_TM1637;               //выводим 1 на пин SDA,
      send_byte = send_byte >> 1;                 //сдвигаем байт на 1 бит вправо и переходим к отправке следующего бита.
      bit_n += 1;
        while(!SCL_STAT){}              //Ждем HIGH на SCL
         } else{                            //Если младший бит равен 0
        PORTD &= ~SDA_TM1637;           //выводим на SDA 0,
        send_byte = send_byte >> 1;            //сдвигаем байт вправо на 1 бит и переходим к отправке следующего бита
        bit_n += 1;
       while(!SCL_STAT){}              //Ждем HIGH на SCL
      }
     }

}
}


void loop() {
delay(1000);
start_transfer();
pack = command1;
byte_send();
wait_ack();
pack = command2;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_1;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_2;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_3;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_4;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_5;
byte_send();
wait_ack();
pack = symbol_6;
byte_send();
wait_ack();
pack = command3;
byte_send();
wait_ack();
pack = command4;
byte_send();
wait_ack();
end_transfer();
}

ISR(TIMER2_OVF_vect) {
generator_SCL();
}