20- ESP32-S3 SPI 外设，主设备编程方法

2024-04-27 18:04
文章标签 方法 编程 设备 20 esp32 spi 外设 s3

本文主要是介绍20- ESP32-S3 SPI 外设，主设备编程方法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

ESP32-S3 SPI 外设，主设备编程方法

SPI简介

SPI，全称为Serial Peripheral Interface，是一种常见的串行通信协议，用于微控制器和其外设之间的通信。SPI接口通常包括四条线：MOSI（主设备输出，从设备输入）、MISO（主设备输入，从设备输出）、SCK（时钟）和CS（片选）。

多从机SPI 通信网络连接👇
在这里插入图片描述
可见MOSI、MISO、SCLK 引脚连接 SPI 总线上每一个设备，如果 CS 引脚为低电平（一般高电平有效），则从设备只侦听主机并与主机通信。SPI 主设备一次只能和一个从设备进行通信。如果主设备要和另外一个从设备通信，必须先终止和当前从设备通信，否则不能通信。

SPI 通信有 4 种不同的模式，不同的从机可能在出厂时就配置为某种模式，这是不能改变的。通信双方必须工作在同一模式下，才能正常进行通信，所以可以对主机的 SPI 模式进行配置。SPI 通信模式是通过配置CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来选择的。

🔮CPOL，详称 Clock Polarity，就是时钟极性，当主从机没有数据传输的时候即空闲状态，SCL 线的电平状态，假如空闲状态是高电平，CPOL=1；若空闲状态时低电平，那么CPOL = 0。

🔮CPHA，详称Clock Phase，就是时钟相位，实质指的是数据的采样时刻。CPHA = 0 表 示数据的采样是从第1 个边沿信号上即奇数边沿，具体是上升沿还是下降沿的问题，是由CPOL 决定的。CPHA=1 表示数据采样是从第 2 个边沿即偶数边沿。

当然，SPI 通信的4种模式是由两个参数决定的：时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）。这两个参数共同定义了数据在时钟信号的哪个边沿被采样，以及在空闲状态时，时钟信号的电平是高还是低。下面是这4种模式的详细说明：
在这里插入图片描述

  1. 模式0 (CPOL=0, CPHA=0)：在这种模式下，CPOL为0，表示在空闲状态时，时钟信号为低电平。CPHA也为0，表示数据在时钟信号的第一个（上升）边沿被采样。

  2. 模式1 (CPOL=0, CPHA=1)：在这种模式下，CPOL为0，表示在空闲状态时，时钟信号为低电平。但是，CPHA为1，表示数据在时钟信号的第二个（下降）边沿被采样。

  3. 模式2 (CPOL=1, CPHA=0)：在这种模式下，CPOL为1，表示在空闲状态时，时钟信号为高电平。CPHA为0，表示数据在时钟信号的第一个（下降）边沿被采样。

  4. 模式3 (CPOL=1, CPHA=1)：在这种模式下，CPOL为1，表示在空闲状态时，时钟信号为高电平。CPHA为1，表示数据在时钟信号的第二个（上升）边沿被采样。

SPI控制器介绍

ESP32-S3 芯片集成了四个SPI 控制器，分别为 SPI0、SPI1、SPI2 和SPI3。SPI0 和SPI1 控器主要供内部使用以访问外部 FLASH 和 PSRAM，所以只能使用SPI2 和 SPI3。SPI2 又称为HSPI，SPI3 又称为VSPI，这两个属于GP-SPI。

✨GP-SPI 特性：

特性描述
支持模式主机模式和从机模式
支持通信方式半双工通信和全双工通信
支持的数据模式- SPI2: 1-bit SPI 模式、2-bit Dual SPI 模式、4-bit Quad SPI 模式、QPI 模式、8-bit Octal 模式、OPI 模式
- SPI3: 1-bit SPI 模式、2-bit Dual SPI 模式、4-bit Quad SPI 模式、QPI 模式
可配置时钟频率- 主机模式下：最高 80MHz
- 从机模式下：最高 60MHz
数据位读写顺序可配置是
时钟极性和相位可配置是
支持的 SPI 时钟模式四种：模式0 ~ 模式3
主机模式下的 CS 线数- SPI2: CS0 ~ CS5
- SPI3: CS0 ~ CS2
支持设备类型传感器、显示屏控制器、Flash 或 RAM 芯片
引脚映射SPI2 和SPI3 接口相关信号线可通过 GPIO 交换矩阵和 IO_MUX 实现与芯片引脚的映射

SPI主设备编程

ESP32 IDF库的SPI主设备驱动程序的API使用流程大致如下

  1. 初始化SPI总线：使用spi_bus_initialize()函数初始化SPI总线。这个函数需要一个spi_bus_config_t结构体，该结构体包含了SPI总线的配置信息，如时钟速度、数据模式等。

  2. 添加SPI设备：使用spi_bus_add_device()函数将SPI设备添加到SPI总线上。这个函数需要一个spi_device_interface_config_t结构体，该结构体包含了SPI设备的配置信息，如片选信号、时钟极性和相位等。

  3. 创建SPI事务：创建一个spi_transaction_t结构体，该结构体定义了一个SPI事务。一个事务包括一个命令阶段和一个数据阶段。在命令阶段，主设备会发送一个命令给从设备。在数据阶段，主设备和从设备会交换数据。

  4. 发送SPI事务：使用spi_device_transmit()函数发送SPI事务。这个函数会阻塞，直到事务完成。如果你希望在发送事务后立即返回，可以使用spi_device_queue_trans()函数将事务添加到队列中，然后使用spi_device_get_trans_result()函数获取事务的结果。

  5. 移除SPI设备：当不再需要与SPI设备通信时，可以使用spi_bus_remove_device()函数将设备从SPI总线上移除。

  6. 释放SPI总线：最后，使用spi_bus_free()函数释放SPI总线。

简单来说就是首先初始化SPI总线，然后添加一个SPI设备。接着，我们创建一个SPI事务，并发送了这个事务。最后，移除SPI设备，并释放了SPI总线。

#include "driver/spi_master.h" // 引入SPI主设备驱动程序的头文件// 初始化SPI总线
spi_bus_config_t bus_config = {.miso_io_num = PIN_NUM_MISO, // MISO引脚的GPIO编号.mosi_io_num = PIN_NUM_MOSI, // MOSI引脚的GPIO编号.sclk_io_num = PIN_NUM_CLK,  // SCLK引脚的GPIO编号.quadwp_io_num = -1,         // QUADWP引脚的GPIO编号，-1表示不使用.quadhd_io_num = -1,         // QUADHD引脚的GPIO编号，-1表示不使用
};/*spi_bus_initialize函数初始化HSPI（SPI2） 总线第一个参数是SPI主机的ID，这里使用的是HSPI_HOST第二个参数是一个指向spi_bus_config_t结构体的指针，该结构体包含了SPI总线的配置信息第三个参数是DMA通道，这里设置为1
*/
spi_bus_initialize(HSPI_HOST, &bus_config, 1);// 添加SPI设备
spi_device_interface_config_t dev_config = {.clock_speed_hz = 10000000, // SPI时钟速度，单位为Hz.mode = 0,                  // SPI模式，0表示模式0.spics_io_num = PIN_NUM_CS, // CS引脚的GPIO编号.queue_size = 7,            // 事务队列的大小，这里设置为7
};
spi_device_handle_t handle; // SPI设备的句柄/*spi_bus_add_device函数将SPI设备添加到HSPI总线第一个参数是SPI主机的ID，这里使用的是HSPI_HOST第二个参数是一个指向spi_device_interface_config_t结构体的指针，该结构体包含了SPI设备的配置信息第三个参数是一个指向SPI设备句柄的指针，该句柄在函数返回时会被设置为新添加的设备的句柄
*/
spi_bus_add_device(HSPI_HOST, &dev_config, &handle);// 创建SPI事务
spi_transaction_t trans_desc;
trans_desc.addr = 0;             // 地址阶段的值，0表示没有地址阶段
trans_desc.cmd = 0;              // 命令阶段的值，0表示没有命令阶段
trans_desc.flags = 0;            // 事务的标志，0表示没有特殊标志
trans_desc.length = 8 * 4;       // 事务的长度，单位为位
trans_desc.rxlength = 0;         // 接收的长度，0表示没有接收数据
trans_desc.tx_buffer = tx_data;  // 发送缓冲区的指针
trans_desc.rx_buffer = rx_data;  // 接收缓冲区的指针/*发送SPI事务spi_device_transmit函数使用指定的SPI设备发送事务第一个参数是SPI设备的句柄第二个参数是一个指向spi_transaction_t结构体的指针，该结构体定义了一个SPI事务
*/
spi_device_transmit(handle, &trans_desc);
/*移除SPI设备spi_bus_remove_device函数从SPI总线上移除指定的SPI设备参数是要移除的SPI设备的句柄
*/
spi_bus_remove_device(handle);/*释放SPI总线spi_bus_free函数释放HSPI总线参数是要释放的SPI总线的主机ID
*/
spi_bus_free(HSPI_HOST);

结论

参考资料
🚩正点原子DNESP32S3 开发板教程-IDF 版
🚩乐鑫官方手册
🚩微软Copilot

这篇关于20- ESP32-S3 SPI 外设，主设备编程方法的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/941170。

相关文章

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量，只要对自己始终保持信心，尽自己最大努力去完成任何事，就算事情最终结果是失败了，努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一：什么是list？ •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二：list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数（⭐） 🔥析构函数 •🌰2.list对象
阅读更多...
Linux 网络编程 --- 应用层

Linux 网络编程 --- 应用层

一、自定义协议和序列化反序列化 代码： 序列化反序列化实现网络版本计算器 二、HTTP协议 1、谈两个简单的预备知识 https://www.baidu.com/ --- 域名 --- 域名解析 --- IP地址 http的端口号为80端口，https的端口号为443 url为统一资源定位符。CSDNhttps://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor
阅读更多...
【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

1.创建 使用 venv 创建虚拟环境。例如，在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境： python3 -m venv myenv 2.激活 激活虚拟环境使其成为当前终端会话的活动环境。运行： source myenv/bin/activate 3.与notebook连接 在虚拟环境中，使用 pip 安装 Jupyter 和 ipykernel： pip instal
阅读更多...
浅谈主机加固，六种有效的主机加固方法

浅谈主机加固，六种有效的主机加固方法

在数字化时代，数据的价值不言而喻，但随之而来的安全威胁也日益严峻。从勒索病毒到内部泄露，企业的数据安全面临着前所未有的挑战。为了应对这些挑战，一种全新的主机加固解决方案应运而生。 MCK主机加固解决方案，采用先进的安全容器中间件技术，构建起一套内核级的纵深立体防护体系。这一体系突破了传统安全防护的局限，即使在管理员权限被恶意利用的情况下，也能确保服务器的安全稳定运行。 普适主机加固措施：
阅读更多...
webm怎么转换成mp4？这几种方法超多人在用！

webm怎么转换成mp4？这几种方法超多人在用！

webm怎么转换成mp4？WebM作为一种新兴的视频编码格式，近年来逐渐进入大众视野，其背后承载着诸多优势，但同时也伴随着不容忽视的局限性，首要挑战在于其兼容性边界，尽管WebM已广泛适应于众多网站与软件平台，但在特定应用环境或老旧设备上，其兼容难题依旧凸显，为用户体验带来不便，再者，WebM格式的非普适性也体现在编辑流程上，由于它并非行业内的通用标准，编辑过程中可能会遭遇格式不兼容的障碍，导致操
阅读更多...
透彻！驯服大型语言模型（LLMs）的五种方法，及具体方法选择思路

透彻！驯服大型语言模型（LLMs）的五种方法，及具体方法选择思路

引言 随着时间的发展，大型语言模型不再停留在演示阶段而是逐步面向生产系统的应用，随着人们期望的不断增加，目标也发生了巨大的变化。在短短的几个月的时间里，人们对大模型的认识已经从对其zero-shot能力感到惊讶，转变为考虑改进模型质量、提高模型可用性。 「大语言模型(LLMs)其实就是利用高容量的模型架构（例如Transformer）对海量的、多种多样的数据分布进行建模得到，它包含了大量的先验
阅读更多...
系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

本章知识考点：         第20课时主要学习通信系统架构设计的理论和工作中的实践。根据新版考试大纲,本课时知识点会涉及案例分析题(25分),而在历年考试中,案例题对该部分内容的考查并不多,虽在综合知识选择题目中经常考查,但分值也不高。本课时内容侧重于对知识点的记忆和理解,按照以往的出题规律,通信系统架构设计基础知识点多来源于教材内的基础网络设备、网络架构和教材外最新时事热点技术。本课时知识
阅读更多...
【北交大信息所AI-Max2】使用方法

【北交大信息所AI-Max2】使用方法

BJTU信息所集群AI_MAX2使用方法 使用的前提是预约到相应的算力卡，拥有登录权限的账号密码，一般为导师组共用一个。 有浏览器、ssh工具就可以。 1.新建集群Terminal 浏览器登陆10.126.62.75 （如果是1集群把75改成66） 交互式开发 执行器选Terminal 密码随便设一个（需记住） 工作空间：私有数据、全部文件 加速器选GeForce_RTX_2080_Ti
阅读更多...
【STM32】SPI通信-软件与硬件读写SPI

【STM32】SPI通信-软件与硬件读写SPI

SPI通信-软件与硬件读写SPI 软件SPI一、SPI通信协议1、SPI通信2、硬件电路3、移位示意图4、SPI时序基本单元(1)开始通信和结束通信(2)模式0---用的最多(3)模式1(4)模式2(5)模式3 5、SPI时序(1)写使能(2)指定地址写(3)指定地址读 二、W25Q64模块介绍１、W25Q64简介２、硬件电路３、W25Q64框图４、Flash操作注意事项软件SPI读写W2
阅读更多...
【编程底层思考】垃圾收集机制，GC算法，垃圾收集器类型概述

【编程底层思考】垃圾收集机制，GC算法，垃圾收集器类型概述

Java的垃圾收集（Garbage Collection，GC）机制是Java语言的一大特色，它负责自动管理内存的回收，释放不再使用的对象所占用的内存。以下是对Java垃圾收集机制的详细介绍： 一、垃圾收集机制概述： 对象存活判断：垃圾收集器定期检查堆内存中的对象，判断哪些对象是“垃圾”，即不再被任何引用链直接或间接引用的对象。内存回收：将判断为垃圾的对象占用的内存进行回收，以便重新使用。
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2