Mi pare di capire che, per distinguere i singoli bit in arrivo, non usi il classico oversalpling (quello che si usa nella RS232 per intenderci) ma ti affidi "solo" a dei loop di attesa.
Dovresti provare a mettere nel bus una scheda con il clock volutamente un po' fuori tolleranza (a parte cambiare quarzo, ci in genere ci sono modi per variare il clock tramite i registri interni dei microcontrollori, credo che questo valga anche per Arduino) e vedere cosa capita.
Specie se intendi fare il porting (o approvare ufficialmente porting fatti da terzi) su altri microcontrollori, ti accorgerai che il clock nel mondo reale può avere forti tolleranze dovute a fattori su cui non puoi avere controllo. E' necessario che la libreria sappia deformare (entro certi limiti) ed in tempo reale i tempi di attesa per riconoscere gli "1" dagli "0".
Nel caso di errori dovresti implementare quello che per la RS232 è il frame synchronization.
Ti suggerirei (ma questo non è un bug ma una proposta per migliorare la libreria) di prevedere qualche forma di auto-indirizzamento. Almeno prevederla a livello di protocollo. Poi se e come usarla puoi farlo in un secondo tempo.