ESP32-S3学习笔记＜5＞：SPI的应用

1. 头文件包含

#include "driver/spi_common.h"
#include "driver/spi_master.h"

2. SPI的配置

SPI配置，分两步进行。第一步是配置外设。第二步是添加挂载在SPI总线上的片外设备（如外部ADC等）。ESP32-S3有4个SPI外设，但是SPI0和SPI1保留给Flash或者PSRAM使用。因此一般可用的是SPI2和SPI3。
SPI设备是点对点传输的。但是通过多个CS片选线，可以将一条SPI总线应用在多个外围设备上。不同的外围设备受控于不同的SPI CS片选控制线，并且可能需要不同的速率。因此，第一步配置外设时，主要是设定SPI总线的SCLK、MOSI和MISO线，因为不论外围有几个设备， 这几个信号线是不变的。第二步配置时，则可以在该SPI外设上添加多个设备，该步骤则可指定CS控制线、速率等，并生成一个专用于该外围设备的句柄。

2.1 配置SPI外设

通过以下函数配置SPI外设：

esp_err_t spi_bus_initialize(spi_host_device_t host_id, const spi_bus_config_t *bus_config, spi_dma_chan_t dma_chan);

其中各个参数释义如下：

2.1.1 host_id/选择外设

host_id 设置要使用芯片的哪一个SPI外设。可用的选项有：

typedef enum {
   
   
//SPI1 can be used as GPSPI only on ESP32
    SPI1_HOST=0,    ///< SPI1
    SPI2_HOST=1,    ///< SPI2
#if SOC_SPI_PERIPH_NUM > 2
    SPI3_HOST=2,    ///< SPI3
#endif
    SPI_HOST_MAX,   ///< invalid host value
} spi_host_device_t;

可以看到，SPI0是完全选择不了的。SPI1可能是受限使用，应用中最好使用SPI2和SPI3。

2.1.2 spi_bus_config_t/外设部分参数

spi_bus_config_t 设定外设的几个参数。其定义如下：

typedef struct {
   
   
    union {
   
   
        int mosi_io_num;    ///< GPIO pin for Master Out Slave In (=spi_d) signal, or -1 if not used.
        int data0_io_num;   ///< GPIO pin for spi data0 signal in quad/octal mode, or -1 if not used.
    };
    union {
   
   
        int miso_io_num;    ///< GPIO pin for Master In Slave Out (=spi_q) signal, or -1 if not used.
        int data1_io_num;   ///< GPIO pin for spi data1 signal in quad/octal mode, or -1 if not used.
    };
    int sclk_io_num;      ///< GPIO pin for SPI Clock signal, or -1 if not used.
    union {
   
   
        int quadwp_io_num;  ///< GPIO pin for WP (Write Protect) signal, or -1 if not used.
        int data2_io_num;   ///< GPIO pin for spi data2 signal in quad/octal mode, or -1 if not used.
    };
    union {
   
   
        int quadhd_io_num;  ///< GPIO pin for HD (Hold) signal, or -1 if not used.
        int data3_io_num;   ///< GPIO pin for spi data3 signal in quad/octal mode, or -1 if not used.
    };
    int data4_io_num;     ///< GPIO pin for spi data4 signal in octal mode, or -1 if not used.
    int data5_io_num;     ///< GPIO pin for spi data5 signal in octal mode, or -1 if not used.
    int data6_io_num;     ///< GPIO pin for spi data6 signal in octal mode, or -1 if not used.
    int data7_io_num;     ///< GPIO pin for spi data7 signal in octal mode, or -1 if not used.
    int max_transfer_sz;  ///< Maximum transfer size, in bytes. Defaults to 4092 if 0 when DMA enabled, or to `SOC_SPI_MAXIMUM_BUFFER_SIZE` if DMA is disabled.
    uint32_t flags;       ///< Abilities of bus to be checked by the driver. Or-ed value of ``SPICOMMON_BUSFLAG_*`` flags.
    esp_intr_cpu_affinity_t  isr_cpu_id;    ///< Select cpu core to register SPI ISR.
    int intr_flags;       /**< Interrupt flag for the bus to set the priority, and IRAM attribute, see
                           *  ``esp_intr_alloc.h``. Note that the EDGE, INTRDISABLED attribute are ignored
                           *  by the driver. Note that if ESP_INTR_FLAG_IRAM is set, ALL the callbacks of
                           *  the driver, and their callee functions, should be put in the IRAM.
                           */
} spi_bus_config_t;

1. mosi_io_num：指定MOSI的GPIO。由于SPI外设最多支持8数据线线模式，所以也可能是data0_io_num。对于一般的4线SPI，则只有MOSI线和MISO线。以下相同。
2. miso_io_num：指定MISO的GPIO。
3. sclk_io_num：指定SCLK的GPIO。
4. quadwp_io_num：HOLD信号。一般SPI总线中不需要这个，则设置为-1。一些Flash（如25Q Flash）带有这个引脚。
5. quadhd_io_num：同上，不需要时设置为-1。
6. data4_io_num、data5_io_num、data6_io_num、data7_io_num：在8数据线时使用。4线SPI，均设置为-1。
7. max_transfer_sz：设置最大传输大小。
8. flags：指定驱动的一些特殊功能，定义在文件 spi_common.h 文件中，以前缀 SPICOMMON_BUSFLAG_ 开头。
9. isr_cpu_id：指定中断服务程序注册到哪个CPU核心。一般设置为 ESP_INTR_CPU_AFFINITY_AUTO。不过如果带有WIFI应用等，则可能需要按情况考虑。
10. intr_flags：指定中断优先级等。

2.1.3 dma_chan/是否使能DMA功能，以及DMA通道信息

可用的选项有：

typedef enum {
   
   
    SPI_DMA_DISABLED = 0,     ///< Do not enable DMA for SPI
#