志愿者网站时长码怎么做,在线玩传奇,第一个做网站的是谁,wordpress和the7主题的关系文章目录 前言通信流程图SPI总线初始化spi_bus_config_t 结构体声明及成员含义spi_bus_initialize 函数的作用、原型及参数和返回值的含义函数原型#xff1a;参数含义#xff1a;返回值#xff1a; 示例#xff1a; 添加SPI设备spi_bus_add_device 函数介绍函数原型#… 文章目录 前言通信流程图SPI总线初始化spi_bus_config_t 结构体声明及成员含义spi_bus_initialize 函数的作用、原型及参数和返回值的含义函数原型参数含义返回值 示例 添加SPI设备spi_bus_add_device 函数介绍函数原型参数说明返回值 spi_device_interface_config_t 结构体成员含义 示例代码参数含义返回值 spi_transaction_t 结构体声明及成员含义示例 spi_device_release_bus函数原型参数含义返回值 示例 spi_bus_remove_device函数原型参数含义返回值 示例 示例 总结 前言
ESP32 是一款功能强大的微控制器广泛应用于物联网IoT设备和嵌入式系统中。SPISerial Peripheral Interface是 ESP32 常用的一种通信协议用于在微控制器和外部设备之间进行高速数据传输。SPI 通信具有简单、高效和可靠的特点非常适合需要快速响应的应用场景。在本文中我们将探讨如何在 ESP32 上使用 SPI 总线实现与外部传感器、存储设备和其他外设的通信。 通信流程图
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| 开始 |
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| 初始化 SPI 总线 |
| - 配置引脚 |
| - 设置参数 |
---------------------------|v
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| 添加 SPI 设备 |
| - 配置设备参数 |
| - 设置 CS 引脚 |
---------------------------|v
---------------------------
| 配置 SPI 传输 |
| - 设置 TX 缓冲区 |
| - 设置 RX 缓冲区 |
---------------------------|v
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| 执行 SPI 传输 |
| - 发送数据 |
| - 接收数据 |
---------------------------|v
---------------------------
| 移除 SPI 设备 |
| - 释放资源 |
---------------------------|v
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| 释放 SPI 总线 |
| - 释放引脚 |
| - 清理资源 |
---------------------------|v
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| 结束 |
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SPI总线初始化
spi_bus_config_t 结构体声明及成员含义
在 ESP32 中spi_bus_config_t 结构体用于配置 SPI 总线的参数。下面是该结构体的声明及其成员的含义
typedef struct {int mosi_io_num; // MOSI主设备输出从设备输入引脚编号int miso_io_num; // MISO主设备输入从设备输出引脚编号int sclk_io_num; // SCLK时钟信号引脚编号int quadwp_io_num; // WP写保护引脚编号用于四线制 SPI如果不使用则设置为 -1int quadhd_io_num; // HD保持数据引脚编号用于四线制 SPI如果不使用则设置为 -1int max_transfer_sz; // 最大传输数据大小以字节为单位uint32_t flags; // 标志位用于设置 SPI 总线的特定属性通常设置为 0int intr_flags; // 中断标志用于配置中断的优先级
} spi_bus_config_t;spi_bus_initialize 函数的作用、原型及参数和返回值的含义
spi_bus_initialize 函数用于初始化 SPI 总线。它配置 SPI 总线的引脚和其他参数以便 SPI 设备可以在总线上通信。
函数原型
esp_err_t spi_bus_initialize(spi_host_device_t host, const spi_bus_config_t *bus_config, spi_dma_chan_t dma_chan);参数含义
host指定要将设备添加到的 SPI 主机总线。可以是 SPI1_HOST、SPI2_HOST 或 SPI3_HOST在 ESP32 上以及适用于其他 ESP32 变体的主机接口。bus_config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。dma_chan指定要使用的 DMA 通道通常是 1 或 2你可以使用自动SPI_DMA_CH_AUTO如果不使用 DMA则设置为 0。
返回值
ESP_OK表示初始化成功。其他错误代码如 ESP_ERR_INVALID_ARG、ESP_ERR_INVALID_STATE 等表示初始化过程中发生了错误。
示例
spi_bus_config_t bus_config {.mosi_io_num 23,.miso_io_num 19,.sclk_io_num 18,.quadwp_io_num -1,.quadhd_io_num -1,.max_transfer_sz 4096,.flags 0,.intr_flags 0
};esp_err_t ret spi_bus_initialize(HSPI_HOST, bus_config, 1);
if (ret ESP_OK) {printf(SPI bus initialized successfully.\n);
} else {printf(Failed to initialize SPI bus: %s\n, esp_err_to_name(ret));
}以上示例演示了如何使用 spi_bus_initialize 函数初始化一个 SPI 总线。通过配置 spi_bus_config_t 结构体并调用 spi_bus_initialize 函数我们可以轻松地设置 SPI 总线以便与外部设备进行通信。
添加SPI设备
spi_bus_add_device 函数介绍
spi_bus_add_device 函数用于将一个 SPI 设备添加到已经初始化的 SPI 总线上。它会创建一个 SPI 设备句柄用于后续的 SPI 通信操作。
函数原型
esp_err_t spi_bus_add_device(spi_host_device_t host, const spi_device_interface_config_t *dev_config, spi_device_handle_t *handle);参数说明 host指定要将设备添加到的 SPI 主机总线。可以是 SPI1_HOST、SPI2_HOST 或 SPI3_HOST在 ESP32 上以及适用于其他 ESP32 变体的主机接口。 dev_config指向 spi_device_interface_config_t 结构体的指针该结构体包含了 SPI 设备的配置参数如时钟频率、SPI 模式、片选引脚等。 handle指向 spi_device_handle_t 类型的指针用于接收设备句柄。这个句柄用于后续的 SPI 传输操作。
返回值
ESP_OK表示成功将设备添加到 SPI 总线上。其他错误代码如 ESP_ERR_INVALID_ARG、ESP_ERR_NO_MEM 等表示添加设备过程中发生了错误。
spi_device_interface_config_t 结构体
spi_device_interface_config_t 结构体用于配置 SPI 设备的参数。以下是结构体的定义及其成员的含义
typedef struct {uint32_t clock_speed_hz; // SPI 时钟频率以赫兹为单位uint8_t mode; // SPI 模式0、1、2 或 3int spics_io_num; // 片选引脚的编号uint8_t queue_size; // 事务队列的大小spi_device_pre_cb_t pre_cb; // 传输前的回调函数可以设置为 NULLspi_device_post_cb_t post_cb; // 传输后的回调函数可以设置为 NULLvoid* user; // 用户定义的数据uint8_t flags; // 设备标志指定设备的一些特殊特性如 DMA 支持int address_bits; // 设备地址位数用于某些设备的地址模式int dummy_bits; // 假数据位数用于 SPI 设备的空闲周期spi_device_handle_t handle; // 设备句柄自动设置无需用户配置
} spi_device_interface_config_t;成员含义 clock_speed_hz设置 SPI 时钟频率以赫兹Hz为单位。该值决定了 SPI 总线的速度。 mode指定 SPI 模式取值为 0、1、2 或 3。SPI 模式决定了数据传输的极性和相位。 spics_io_num指定 SPI 设备的片选CS引脚的编号。片选引脚用于选择具体的 SPI 设备进行通信。 queue_size指定事务队列的大小。事务队列用于存储待处理的 SPI 传输事务确保数据传输的顺序和可靠性。 pre_cb传输前的回调函数。可以在传输前执行一些特定的操作比如设置设备状态。可以设置为 NULL 表示不使用回调函数。 post_cb传输后的回调函数。可以在传输完成后执行一些特定的操作比如处理传输结果。可以设置为 NULL 表示不使用回调函数. user用户定义的数据可以在回调函数中使用。用于存储与设备相关的额外信息。 flags设备标志指定设备的一些特殊特性。例如是否启用 DMA 支持等。 address_bits设备地址位数用于某些设备的地址模式。设置设备地址的位数。 dummy_bits假数据位数设置在 SPI 传输中需要插入的假数据位数用于某些 SPI 设备的空闲周期。 handleSPI 设备句柄自动设置用于后续的 SPI 传输操作。用户无需手动配置。
示例代码
以下是如何使用 spi_bus_add_device 函数将一个 SPI 设备添加到 SPI 总线的示例代码
#include driver/spi_master.h// 定义 SPI 总线配置
spi_bus_config_t bus_config {.mosi_io_num 23,.miso_io_num 19,.sclk_io_num 18,.quadwp_io_num -1,.quadhd_io_num -1,.max_transfer_sz 4096,
};// 初始化 SPI 总线
esp_err_t ret spi_bus_initialize(SPI2_HOST, bus_config, 1);
if (ret ! ESP_OK) {// 处理初始化失败的情况
}// 定义 SPI 设备配置
spi_device_interface_config_t dev_config {.clock_speed_hz 1*1000*1000, // 时钟频率 1 MHz.mode 0, // SPI 模式 0.spics_io_num 5, // CS 引脚.queue_size 7, // 事务队列大小.pre_cb NULL, // 传输前的回调函数.post_cb NULL, // 传输后的回调函数
};// 设备句柄
spi_device_handle_t handle;// 添加 SPI 设备
ret spi_bus_add_device(SPI2_HOST, dev_config, handle);
if (ret ESP_OK) {printf(SPI 设备成功添加。\n);
} else {printf(添加 SPI 设备失败: %s\n, esp_err_to_name(ret));
}通过 spi_bus_add_device 函数你可以将 SPI 设备成功地添加到 SPI 总线上并配置其操作参数为后续的 SPI 数据传输做好准备。 ## spi_device_polling_transmitspi_device_polling_transmit 函数用于通过 SPI 总线发送和接收数据并在完成传输前阻塞。该函数适用于需要确保数据立即传输且无延迟的场景因为它在数据传输完成前不会返回。#### 函数原型c
esp_err_t spi_device_polling_transmit(spi_device_handle_t handle, spi_transaction_t *trans_desc);参数含义
handleSPI 设备的句柄用于标识哪个 SPI 设备进行传输。该句柄在调用 spi_bus_add_device 函数时获得。trans_desc指向 spi_transaction_t 结构体的指针该结构体包含了 SPI 传输的信息如发送和接收缓冲区、数据长度等。
返回值
ESP_OK表示传输成功。其他错误代码如 ESP_ERR_INVALID_ARG、ESP_ERR_INVALID_STATE 等表示传输过程中发生了错误。
spi_transaction_t 结构体声明及成员含义
在调用 spi_device_polling_transmit 函数时需要提供 spi_transaction_t 结构体该结构体包含了 SPI 传输的具体信息。下面是该结构体的声明及其成员的含义
typedef struct {uint32_t flags; // 传输的标志位size_t length; // 传输的总长度以位为单位size_t rxlength; // 接收数据的长度以位为单位通常与 length 相同void *user; // 用户定义的指针可以在回调中使用union {const uint8_t *tx_buffer; // 指向发送缓冲区的指针uint8_t *tx_data[4]; // 小于 32 位的数据传输直接通过此数组};union {uint8_t *rx_buffer; // 指向接收缓冲区的指针uint8_t *rx_data[4]; // 小于 32 位的数据接收直接通过此数组};
} spi_transaction_t;示例
以下是如何使用 spi_device_polling_transmit 函数进行 SPI 数据传输的示例代码
spi_device_handle_t handle; // 假设该句柄已通过 spi_bus_add_device 函数获取spi_transaction_t trans_desc {.flags 0,.length 8 * sizeof(data_to_send), // 传输数据长度以位为单位.tx_buffer data_to_send, // 发送缓冲区.rx_buffer data_received, // 接收缓冲区
};esp_err_t ret spi_device_polling_transmit(handle, trans_desc);
if (ret ESP_OK) {printf(SPI data transmitted successfully.\n);// 在 data_received 中处理接收到的数据
} else {printf(Failed to transmit SPI data: %s\n, esp_err_to_name(ret));
}在这个示例中spi_device_polling_transmit 函数用于发送和接收数据。通过配置 spi_transaction_t 结构体并调用该函数我们可以实现高效的 SPI 数据传输。该函数会在传输完成后返回因此适用于需要立即获取传输结果的应用场景。
spi_device_release_bus
spi_device_release_bus 函数用于释放当前 SPI 设备对 SPI 总线的控制权。在多任务环境或多设备环境中如果某个任务或设备占用了 SPI 总线那么其他任务或设备就无法使用该总线。通过调用 spi_device_release_bus可以释放总线的控制权让其他任务或设备能够使用 SPI 总线。
函数原型
esp_err_t spi_device_release_bus(spi_device_handle_t handle);参数含义
handleSPI 设备的句柄用于标识哪个 SPI 设备要释放总线控制权。该句柄在调用 spi_bus_add_device 函数时获得。
返回值
ESP_OK表示成功释放总线。其他错误代码如 ESP_ERR_INVALID_ARG 等表示释放总线过程中发生了错误。
示例
以下是如何使用 spi_device_release_bus 函数释放 SPI 总线控制权的示例代码
spi_device_handle_t handle; // 假设该句柄已通过 spi_bus_add_device 函数获取// 进行一些 SPI 传输操作
// ...// 释放 SPI 总线
esp_err_t ret spi_device_release_bus(handle);
if (ret ESP_OK) {printf(SPI bus released successfully.\n);
} else {printf(Failed to release SPI bus: %s\n, esp_err_to_name(ret));
}在这个示例中spi_device_release_bus 函数用于释放 SPI 总线的控制权使得其他任务或设备可以使用该总线。这个函数对于协调多个 SPI 设备或任务之间的总线使用非常有用。
spi_bus_remove_device
spi_bus_remove_device 函数用于从 SPI 总线上移除一个已添加的 SPI 设备。调用该函数可以释放与该设备相关的资源从而让 SPI 总线可以被其他设备使用或进行重新配置。
函数原型
esp_err_t spi_bus_remove_device(spi_device_handle_t handle);参数含义
handleSPI 设备的句柄用于标识要移除的 SPI 设备。该句柄在调用 spi_bus_add_device 函数时获得。
返回值
ESP_OK表示成功移除设备。其他错误代码如 ESP_ERR_INVALID_ARG 等表示移除设备过程中发生了错误。
示例
以下是如何使用 spi_bus_remove_device 函数从 SPI 总线上移除一个设备的示例代码
spi_device_handle_t handle; // 假设该句柄已通过 spi_bus_add_device 函数获取// 进行一些 SPI 传输操作
// ...// 移除 SPI 设备
esp_err_t ret spi_bus_remove_device(handle);
if (ret ESP_OK) {printf(SPI device removed successfully.\n);
} else {printf(Failed to remove SPI device: %s\n, esp_err_to_name(ret));
}在这个示例中spi_bus_remove_device 函数用于从 SPI 总线上移除指定的设备。通过调用该函数可以释放与该设备相关的资源从而为其他设备的使用或重新配置 SPI 总线提供便利。这个函数在需要动态管理 SPI 设备的应用中非常有用。
示例
#include stdio.h
#include driver/spi_master.h
#include esp_log.h
#include esp_system.h#define SPI_BUS_SPEED_HZ 1000000 // SPI 时钟频率 1 MHz
#define SPI_DEVICE_MODE 0 // SPI 模式 0
#define SPI_DEVICE_CS_PIN 5 // 片选引脚
#define SPI_DEVICE_QUEUE_SIZE 7 // 事务队列大小static const char *TAG spi_example;// SPI 总线配置
spi_bus_config_t bus_config {.mosi_io_num 23, // MOSI 引脚.miso_io_num 19, // MISO 引脚.sclk_io_num 18, // SCLK 引脚.quadwp_io_num -1, // 不使用 Quad WP.quadhd_io_num -1, // 不使用 Quad HD.max_transfer_sz 4096, // 最大传输大小
};// SPI 设备配置
spi_device_interface_config_t dev_config {.clock_speed_hz SPI_BUS_SPEED_HZ, // 时钟频率.mode SPI_DEVICE_MODE, // SPI 模式.spics_io_num SPI_DEVICE_CS_PIN, // 片选引脚.queue_size SPI_DEVICE_QUEUE_SIZE, // 事务队列大小.pre_cb NULL, // 传输前的回调函数.post_cb NULL, // 传输后的回调函数
};void app_main(void)
{esp_err_t ret;// 初始化 SPI 总线ret spi_bus_initialize(SPI2_HOST, bus_config, 1);if (ret ! ESP_OK) {ESP_LOGE(TAG, Failed to initialize SPI bus: %s, esp_err_to_name(ret));return;}// 添加 SPI 设备spi_device_handle_t spi_handle;ret spi_bus_add_device(SPI2_HOST, dev_config, spi_handle);if (ret ! ESP_OK) {ESP_LOGE(TAG, Failed to add SPI device: %s, esp_err_to_name(ret));spi_bus_free(SPI2_HOST);return;}// 准备要发送的数据uint8_t tx_data[] {0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD};uint8_t rx_data[sizeof(tx_data)] {0};spi_transaction_t trans {.length sizeof(tx_data) * 8, // 数据长度以位为单位.tx_buffer tx_data, // 发送缓冲区.rx_buffer rx_data, // 接收缓冲区};// 执行 SPI 传输ret spi_device_transmit(spi_handle, trans);if (ret ! ESP_OK) {ESP_LOGE(TAG, Failed to transmit SPI data: %s, esp_err_to_name(ret));} else {ESP_LOGI(TAG, SPI data transmitted successfully);// 打印接收到的数据printf(Received data: );for (int i 0; i sizeof(rx_data); i) {printf(0x%02X , rx_data[i]);}printf(\n);}// 移除 SPI 设备ret spi_bus_remove_device(spi_handle);if (ret ! ESP_OK) {ESP_LOGE(TAG, Failed to remove SPI device: %s, esp_err_to_name(ret));}// 释放 SPI 总线ret spi_bus_free(SPI2_HOST);if (ret ! ESP_OK) {ESP_LOGE(TAG, Failed to free SPI bus: %s, esp_err_to_name(ret));}
} 总结
通过本文的介绍我们了解了如何在 ESP32 上使用 SPI 总线实现与各种外部设备的高速数据通信。SPI 通信的简单性和高效性使其成为物联网和嵌入式系统中常用的通信方式。掌握了 SPI 的使用方法后开发者可以轻松地将 ESP32 与多种外设集成为自己的项目提供更多功能和可能性。无论是读取传感器数据还是控制显示屏SPI 都能提供可靠的解决方案帮助开发者实现他们的设计目标。
