你提供的代码是一个 **ESP-IDF 或 FreeRTOS 环境下的
SPI 主机（
Master）驱动程序**，使用了 `Adafruit_
SPIDevice` 库来封装底层
SPI 操作，并通过一个任务（`
spi_
master_task`）轮询从机是否拉低 CS 引脚以发起通信。整个逻辑是：**当从机拉低 CS 时，主机进行一次全双工传输（writeThenRead），发送缓存
数据并接收响应**。
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### ✅ 目标
你想知道如何在 **主函数中调用这段代码**，让其正常运行。
我们将：
1. 完整解释关键部分；
2. 给出可以在 ESP-IDF 或 Arduino-ESP32 环境中使用的完整示例（主函数调用方式）；
3. 提供必要的补充说明和潜在问题修复建议。
---
## ✅ 一、代码核心功能解析
| 功能 | 说明 |
|------|------|
| `
spi_
master_client_init()` | 初始化
SPI 主机设备，创建任务 |
| `
spi_
master_task()` | 轮询 CS 引脚，检测从机请求，执行
SPI 通信 |
| `my_pre_transfer_cb()` | 在每次发送前准备
数据包（分页发送） |
| `
spi_
master_data_cache_add()` | 将用户
数据写入待发送缓存 |
> ⚠️ 注意：当前 `my_pre_transfer_cb` 是预处理回调，但并未被自动调用 —— 需手动触发或集成进流程。
但在你的代码中，`my_pre_transfer_cb()` 实际上没有注册给 `Adafruit_
SPIDevice`，所以它不会自动执行！
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## ✅ 二、修正与完善：添加 pre-transfer 回调支持
`Adafruit_
SPIDevice` 支持设置前置回调函数（用于设置 TX 缓冲区），我们需要正确绑定它。
```cpp
// 修改
spi_
master_client_init() 中的
spi_dev 创建后加入：
spi_dev->setCallback(my_pre_transfer_cb);
```
否则 `my_pre_transfer_cb()` 不会被调用。
---
## ✅ 三、主函数调用示例（适用于 ESP-IDF）
如果你使用的是 **ESP-IDF + C++** 环境（推荐 IDF 版本 ≥ v4.4）：
```cpp
// main.cpp
extern "C" void app_main(void)
{
// 初始化串口日志
std::cout.sync_with_stdio(true);
printf("
SPI Master Starting...\n");
// 初始化
SPI 主机
spi_
master_client_init();
// 添加测试
数据到缓存
uint8_t test_data[] = "Hello from
SPI Master!";
spi_
master_data_cache_add(test_data, strlen((char*)test_data));
// 主循环什么都不做，任务已由 FreeRTOS 托管
while (true) {
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
printf("System alive...\n");
}
}
```
---
## ✅ 四、Arduino-ESP32 环境中的调用方式（更常见）
如果你是在 Arduino IDE 或 PlatformIO 使用 ESP32：
```cpp
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1000);
Serial.println("
SPI Master Start");
// 初始化
SPI Master
spi_
master_client_init();
// 添加要发送的
数据
uint8_t test_data[] = "Hello Slave via
SPI!";
spi_
master_data_cache_add(test_data, strlen((char*)test_data));
}
void loop() {
// 可以定期更新
数据
static int cnt = 0;
if (++cnt % 10 == 0) {
char buf[64];
sprintf(buf, "Counter: %d", cnt);
spi_
master_data_cache_add((uint8_t*)buf, strlen(buf));
}
delay(1000);
}
```
---
## ✅ 五、关键问题修复建议
### 🔧 1. `my_pre_transfer_cb()` 没有被注册！
必须在初始化后显式设置回调：
```cpp
// 在
spi_
master_client_init() 函数内，new
spi_dev 后添加：
if (!
spi_dev->begin()) {
printf("
SPI Device init failed!\n");
return;
}
// 注册发送前回调
spi_dev->setCallback(my_pre_transfer_cb); // <<< 关键！
```
否则 `
spi_tx_buf` 始终是旧
数据。
---
### 🔧 2. `printf_log_hex()` 是什么？
你用了这个函数打印 HEX
数据，但它不是标准函数。你需要自己实现：
```cpp
void printf_log_hex(const char* tag, const uint8_t* buf, int len) {
printf("%s: ", tag);
for (int i = 0; i < len; i++) {
printf("%02X ", buf[i]);
}
printf("\n");
}
```
记得声明在头文件或上方。
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### 🔧 3. `IRAM_ATTR` 的注意事项
`my_pre_transfer_cb()` 加了 `IRAM_ATTR`，意味着它必须放在 IRAM 中（中断上下文调用）。确保其调用的所有函数也都在 IRAM 或 ROM 中。
避免在其中调用 `printf`, `malloc`, `memset` 等非 IRAM-safe 函数。
👉 替换 `memset(
spi_tx_buf, 0, ...)` 为 `bzero(
spi_tx_buf, ...)` 或确认编译器将其优化为 IRAM 安全版本。
或者移除 `IRAM_ATTR`（如果只是普通发送前回调而非中断级）。
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### 🔧 4. CS 引脚方向配置
虽然你用 `digitalRead(MY_CS)` 判断从机是否请求，这意味着 **CS 是输入引脚（从机控制）** —— 这其实是“被动模式”，不符合典型
SPI 主机行为。
通常：
- 主机控制 CS 输出 → 主动发起通信
- 你现在是等待从机拉低 CS → 属于 **从机发起请求，主机响应**
这类似于 **
SPI Slave Request Protocol**，可以工作，但需注意：
- `MY_CS` 必须配置为输入
- 上拉电阻建议开启
添加如下代码到 `
spi_
master_client_init()`：
```cpp
pinMode(MY_CS, INPUT_PULLUP); // 从机主动拉低
```
---
## ✅ 六、最终精简版可运行结构总结
```cpp
//
spi_
master_server.h
#ifndef
SPI_
MASTER_SERVER_H
#define
SPI_
MASTER_SERVER_H
void
spi_
master_client_init(void);
int
spi_
master_data_cache_add(uint8_t *data, uint16_t len);
#endif
```
```cpp
//
spi_
master_server.cpp
#include "
spi_
master_server.h"
#include <
SPI.h>
#include "helper.h"
#include <Adafruit_
SPIDevice.h>
// ... （其余定义保持不变）
// 必须实现这个日志函数
void printf_log_hex(const char* tag, const uint8_t* buf, int len) {
printf("%s: ", tag);
for (int i = 0; i < len; i++) {
printf("%02X ", buf[i]);
}
printf("\n");
}
// ... （其他变量定义）
void IRAM_ATTR my_pre_transfer_cb()
{
int page_len =
SPI_BUFFER_SIZE - 3;
int total_pages = (
spi_tx_cache_buf_cnt + page_len - 1) / page_len;
int current_page =
spi_current_cmd_len;
bzero((void*)
spi_tx_buf,
SPI_BUFFER_SIZE); // IRAM-safe
spi_tx_buf[0] = 0xAB;
if (current_page >= total_pages) {
spi_tx_buf[1] = 0;
spi_tx_buf[2] = current_page;
return;
}
int offset = current_page * page_len;
int data_len = min(page_len,
spi_tx_cache_buf_cnt - offset);
spi_tx_buf[1] = data_len;
spi_tx_buf[2] = current_page;
for (int i = 0; i < data_len; i++) {
spi_tx_buf[3 + i] =
spi_tx_cache_buf[offset + i];
}
spi_current_cmd_len++;
}
static void
spi_
master_task(void *pvParameters)
{
while (1) {
if (digitalRead(MY_CS) == LOW) {
memset(
spi_rx_buf, 0,
SPI_BUFFER_SIZE);
bool success =
spi_dev->write_then_read(
spi_tx_buf,
SPI_BUFFER_SIZE,
spi_rx_buf,
SPI_BUFFER_SIZE,
0
);
if (success) {
printf_log_hex("RX from slave",
spi_rx_buf,
SPI_BUFFER_SIZE);
printf_log_hex("TX to slave",
spi_tx_buf,
SPI_BUFFER_SIZE);
if (
spi_rx_buf[1] == 0xAA &&
spi_rx_buf[2] == 0x01) {
spi_current_cmd =
SPI_USER_CMD_READ;
}
} else {
printf("
SPI transfer failed!\n");
}
}
vTaskDelay(5 / portTICK_PERIOD_MS);
}
}
void
spi_
master_client_init(void)
{
#if
SPI_
MASTER_ENABLE
pinMode(MY_CS, INPUT_PULLUP); // 注意：监听从机拉低 CS
SPIClass h
spi(H
SPI);
h
spi.begin(MY_SCK, MY_MISO, MY_MOSI, MY_CS);
spi_dev = new Adafruit_
SPIDevice(
MY_CS,
1000000,
SPI_BITORDER_MSBFIRST,
SPI_MODE3,
&h
spi
);
if (!
spi_dev->begin()) {
printf("
SPI Device init failed!\n");
return;
}
spi_dev->setCallback(my_pre_transfer_cb); // <<< 注册回调！
xTaskCreate(
spi_
master_task, "
spi_
master_task", 8192, NULL, 2, NULL);
#endif
}
```
---
## ✅ 七、结论：如何调用？
只要你在主程序中调用：
```cpp
spi_
master_client_init(); // 启动
SPI 主机服务
spi_
master_data_cache_add(data, len); // 写入要发送的
数据
```
然后从机会在拉低 CS 时收到分片
数据包（每包最多 13 字节有效载荷，协议头 3 字节）。
---
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