esp32 spi八线模式

Question

ESP32 IDF 如何配置 8线SPI 模式呢? 网上都没有找到8线传输的案例

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在ESP32中实现8线SPI模式实际上并不是标准SPI协议的一部分，因为标准SPI接口通常只有MOSI(Master Out, Slave In)，MISO(Master In, Slave Out)，SCK(Serial Clock)和CS Chip Select四条线。然而，你可以通过扩展GPIO线路来模拟多数据线通信。不过，这并不是ESP32 IDF库直接支持的功能，你需要自己编写驱动程序来控制额外的数据线。

这里是一个基本的概念性示例，展示了如何使用C语言在ESP32中扩展SPI通信，注意这是一个简化版本，并未包含错误处理和完整的初始化过程：

首先，确保你的GPIO引脚已经被分配给你的应用。例如，我们可以将GPIO17、GPIO18、GPIO19作为额外的数据线。然后，在main.c文件中，你可以按照以下步骤操作：

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/spi_common.h"
#include "driver/gpio.h"

#define SPI_HOST_ID 0 // 使用哪个SPI主机，通常是0或1
#define MOSI_PIN    21 // ESP32上的MOSI引脚
#define MISO_PIN    19 // ESP32上的MISO引脚
#define SCK_PIN     5  // ESP32上的SCK引脚
#define CS_PIN      18 // ESP32上的Chip Select引脚
#define ADDITIONAL_DATA_PINS {17, 19} // 额外的数据线引脚数组

spi_device_handle_t spi;
gpio_num_t additional_data_pins[2]; // 假设我们有2条额外的数据线

void setup_gpio(void)
{
    for (size_t i = 0; i < sizeof(ADDITIONAL_DATA_PINS) / sizeof(gpio_num_t); ++i) {
        gpio_config_t io_conf = {
            .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
            .pin_bitmask = BIT(ADDITIONAL_DATA_PINS[i]),
        };
        gpio_config(&io_conf);
    }
}

void write_additional_data(uint8_t data)
{
    for (size_t i = 0; i < sizeof(ADDITIONAL_DATA_PINS) / sizeof(gpio_num_t); ++i) {
        if (data & (1 << i)) {
            gpio_set_level(additional_data_pins[i], 1);
        } else {
            gpio_set_level(additional_data_pins[i], 0);
        }
    }
}

void spi_transfer(const uint8_t *tx_buffer, size_t tx_length, uint8_t *rx_buffer, size_t rx_length)
{
    spi_transaction_t t;

    memset(&t, 0, sizeof(t));
    t.length = tx_length * 8;
    t.tx_buffer = tx_buffer;
    t.rx_buffer = rx_buffer;

    // 设置Chip Select
    gpio_set_level(CS_PIN, 0);

    // 写入额外的数据线
    write_additional_data(tx_buffer[0] >> 4); // 假设前四个位是附加数据

    spi_device_transmit(spi, &t);

    // 读取接收缓冲区并清零额外的数据线
    write_additional_data(0);
    gpio_set_level(CS_PIN, 1);

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1)); // 这里可能需要适当的延时，具体取决于你的硬件设计
}

void app_main()
{
    setup_gpio();
    spi_bus_config_t bus_config = {
        .miso_io_num = MISO_PIN,
        .mosi_io_num = MOSI_PIN,
        .sck_io_num = SCK_PIN,
        .quadwp_io_num = -1,
        .quadhd_io_num = -1, 
        .max_transfer_size = 64,
        .queue_size = 7,
    };

    spi_device_interface_config_t dev_config = {
        .clock_speed_hz = 8000000,
        .mode = SPI_MODE_0, // 选择工作模式，这里使用的是CPOL=0, CPHA=0
        .spics_io_num = CS_PIN,
        .queue_size = 7,
        .pre PIO hardware is not used.
    };

    esp_err_t err = spi_bus_create(&bus_config, &spi);
    if (err != ESP_OK) {
        printf("Error creating SPI bus: %d\n", err);
        return;
    }

    err = spi_bus_add_device(spi_host_id, &dev_config, &spi);
    if (err != ESP_OK) {
        printf("Error adding device to SPI bus: %d\n", err);
        return;
    }

    const uint8_t tx_data[] = {0x12, 0x34}; // 包含附加数据的第一字节
    uint8_t rx_data[2];

    spi_transfer(tx_data, sizeof(tx_data), rx_data, sizeof(rx_data));

    // 在这里检查rx_data
}

这段代码只是一个基本概念，实际应用中可能需要根据你的硬件连接和具体需求进行调整。注意，这并不等同于标准的SPI 8线模式，而是通过软件模拟额外的数据线。如果你需要真正的8线SPI功能，可能需要寻找支持该功能的特定硬件或者定制化的SPI控制器。

此外，对于复杂的多线通信，你可能还需要考虑同步问题，确保所有的数据线在同一时刻被正确地设置和读取。这可能涉及到精确的时间控制，这在嵌入式系统中往往比较困难，特别是考虑到RTOS调度和其他任务的影响。因此，强烈建议你仔细评估你的设计是否真的需要8线SPI，或者是否有其他更合适的方法来实现你的目标。