ESP32引脚入门指南(五）：从理论到实践(SPI)

ESP32 微控制器因其丰富的外设接口而备受赞誉，其中SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常见的通信协议。本文将深入探讨ESP32的SPI、HSPI（High-Speed SPI）和VSPI（Very High-Speed SPI）接口，以及如何有效利用这些接口进行设备通信。

SPI 概览

SPI 是一种同步串行通信协议，连接主设备和一个或多个从设备，通常包括以下信号线：

MOSI：Master Out, Slave In
MISO：Master In, Slave Out
SCK：Serial Clock
SS：Slave Select (片选)

ESP32 提供了两个独立的SPI主机接口，HSPI 和 VSPI，以支持并行的SPI通信。

HSPI 和 VSPI 接口

HSPI 和 VSPI 并非SPI的不同版本，而是ESP32中两个独立的SPI接口，具有不同的默认引脚分配。它们的名称暗示了高速和非常高速，但性能差异主要由配置、硬件设计和连接的SPI从设备决定。

HSPI 默认引脚配置

MOSI: GPIO13
MISO: GPIO12
SCK: GPIO14
SS/CS0: GPIO15

VSPI 默认引脚配置

MOSI: GPIO23
MISO: GPIO19
SCK: GPIO18
SS/CS0: GPIO5

SPI 性能与配置

HSPI 和 VSPI 的性能取决于配置参数，如时钟速度、SPI模式（0, 1, 2, 3）、极性（CPOL）和边缘（CPHA）。此外，硬件设计（如GPIO速度、信号线质量和长度）和从设备的接收能力也是影响性能的关键因素。

使用 HSPI 和 VSPI

使用HSPI或VSPI时，先选择适合的引脚，然后初始化SPI接口。以下是一个简单示例：

cpp 复制代码

#include <SPI.h>

const int mosiPin = 21;
const int misoPin = 27;
const int sckPin = 18;
const int ssPin = 5;

void setup() {
  SPI.begin(mosiPin, misoPin, sckPin, ssPin);  // 自定义引脚初始化SPI
  // 其他初始化代码...
}

使用其它非默认引脚

可以参观我的另一篇文章的连接方式二中的内容
ESP32与SD卡交互实现：文件读写实战与初始化详解及引脚定义

使用注意事项

在使用HSPI和VSPI时，请注意以下几点：

引脚冲突

确保所选的SPI引脚不与其他外设功能冲突。在配置引脚时，检查ESP32的硬件参考手册，以避免潜在的冲突。
时序匹配

主设备和从设备之间的时序设置必须一致。不匹配的时序可能导致数据传输错误，所以在初始化SPI接口时，要确保主从设备的时钟参数匹配。
片选管理

当连接多个SPI从设备时，正确管理每个设备的片选信号至关重要。确保在传输期间正确地使能和禁用片选信号，以防止数据混乱。

遵循这些指南，可以确保HSPI和VSPI接口的有效、可靠通信。