代码收藏家技术教程 2023-09-10

ESP32 Arduino教程（八）：I2C和SPI通信详解

IIC

一、简介：

ESP32有两个I2C控制器（也称为端口），负责处理两条I2C总线上的通信。每个I2C控制器都可以作为主机或从机运行。引脚21 默认的SDA, 引脚22是默认的SCL

IIC需要引入自带库 Wire.h Wire继承steam类 steam类有的他都有。

#include "Wire.h"

二、IIC相关函数(主机)：

1. 初始化IIC (以主机身份) ：begin

Wire.begin();

2. 以主机身份像从机请求数据： requestFrom

void requestFrom(uint16_t address, uint8_t size, bool sendStop)

参数:

address : 从机地址

size: 请求字节数

sendStop : 是否发送停止 , 如果为true, 释放IIC总线. 如果为false, 发送一个重新开始的信息, 并继续保持IIC总线的连接.

请求完成后主机可以用 Wire.available()和Wire.read()等函数等待并获取从机的回答

示例：

Wire.requestFrom(adress,10,true);

3. 主机开始传输 beginTransmission()

void beginTransmission(int address)

参数:

address : 从机地址

随后, 主机可以使用Wire.write();写数据并使用Wire.endTransmission();结束传输

示例：

Wire.beginTransmission(120);

4. 结束数据传输 endTransmission()

Wire.endTransmission();

5. 结束数据传输但不释放IIC占用 endTransmission(false)

返回值: uint8_t 类型

返回值对于数值含义：

值	含义
0	成功
1	数据过长,超出发送缓冲区
2	在地址发送时接收到NACK信号
3	在数据发送时接收到NACK信号
4	其他错误

示例：

Wire.endTransmission(false);

6. 写 write()

Wire.write();

当作为主机时: 主机将要发送的数据加入发送队列;

当作为从机时: 从机发送的数据给主机;

参数:

Wire.write(value); //单字节发送

Wire.write(string); //以一系列字节发送

Wire.write(data,length); //以字节形式发送,指定长度

返回值: byte类型，输入的字节数

7. 接收数据寄存器有值 available()

Wire.available();

功能：返回接收到的字节数

返回值: byte类型

可读字节数

8. 读取1byte数据 read()

Wire.read()

当作为主机时: 主机使用requestFrom()后要使用此函数获取数据;

当作为从机时: 从机读取主机给的数据;

返回值: 读到的字节数据 byte

9.读取多个字节的数据 readBytes()

size_t readBytes(char *buffer, size_t length)

参数:

buffer: 接收缓冲区, 一个char型指针

length: 数据长度

返回值: 数据长度

10. 读取直到遇到某字符

size_t readBytesUntil(char terminator, char *buffer, size_t length)

参数:

terminator : 终结字符 char类型

buffer: 接收缓冲区, 一个char型指针

length: 数据长度

返回值: 数据长度

11. 当前IIC忙线中?

Wire.busy();

返回布尔值

12. 读取字符串 readString() readStringUntil()

继承自steam类, 个人感觉iic不会用到的

13. 其他

parseFloat

parseInt

find

findUntil

setTimeout

这些都是steam继承来的大家灵活应用

三、IIC相关函数(从机)

从机有些函数和主机是一样的, 一样的那些请看上面,这里我只讲解一些不一样的部分

1. 初始化IIC (以从机身份) begin(adress)

Wire.begin(120);

参数：adress （取值0~127）

2. 当从机被请求时触发函数onRequest()

void onRequest(void (*)())

参数:

回调函数

3. 当从机收到数据时触发函数

void onReceive(void (*)(int))

参数:

回调函数 (接收一个int类型的参数,代表接收的字节数)

SPI

一、简介

ESP32有四个SPI外设，分别为SPI0、SPI1、HSPI和VSPI。

SPI0是专用于Flash的缓存，ESP32将连接的SPI Flash设备映射到内存中。

SPI1和SPI0 使用相同的硬件线，SPI1用于写入flash芯片。

HSPI和VSPI可以任意使用。

SPI1、HSPI和VSPI共有三条片选线，因此作为SPI主机允许ESP32 至多驱动三个SPI设备

1. HSPI和VSPI的接口及引脚

SPI名	MOSI	MISO	SCLK	SS
VSPI	23	19	18	5
HSPI	13	12	14	15

2.SPI通讯流程如下:

二、SPI相关函数

1.SPI初始化：SPI.begin()

SPI.begin();

SPI接口默认VSPI. 接口频率1 000 000, 数据默认采用MSBFIRST(低有效位优先), 时钟模式:SPI_MODE0(SCLK闲置为0, SCLK上升沿采样)

2. 设置数据在SPI上的传输方式：SPI.setBitOrder(bitOrder);

SPI.setBitOrder(LSBFIRST);

参数:

bitOrder : 传输方式, 可选: LSBFIRST 低有效位先传 ; HSBFIRST 高有效位先传

3. 设置SPI频率 SPI.setFrequency(freq)

SPI.setFrequency(1000000);

参数:

freq 频率

4. 设置SPI的时钟模式 SPI.setDataMode(dataMode);

SPI.setDataMode(SPI_MODE0);

参数:

dataMode: 时钟模式, 可以取以下值

模式	说明
SPI_MODE0	SCLK闲置为低电平,上升沿采样(默认)
SPI_MODE1	SCLK闲置为低电平,下降沿采样
SPI_MODE2	SCLK闲置为高电平,上升沿采样
SPI_MODE3	SCLK闲置为高电平,下降沿采样

5. 按照setting的设置启动SPI通信： SPI.beginTransaction(setting);

采用该函数,可以代替上面三个函数了.

SPI.beginTransaction(setting);

参数:

setting 设置. 是SPISettings类型的对象, 有_bitOrder ,_clock ,_dataMode 这三个属性.

示例：

  setting1._bitOrder = LSBFIRST;
  setting1._clock = 1000000;
  setting1._dataMode = SPI_MODE0;
  SPI.beginTransaction(setting1);

6. 结束SPI通信 SPI.endTransaction();

SPI.endTransaction();

功能：结束SPI通信

7. 接收/发送一个字节的数据 SPI.transfer(data);

uint8_t SPIClass::transfer(uint8_t data)

参数:

data: 要发送的数据

返回值: 接收到的数据

这里我们可以选择发送数据的长度，如下：

示例：

  SPI.transfer(0x01);
  SPI.transfer16(0x0102);
  SPI.transfer32(0x01020304);

  uint8_t byte1;
  uint16_t bytes2;
  uint32_t bytes3;
  byte1 = SPI.transfer();
  bytes2 = SPI.transfer16();
  bytes3 = SPI.transfer32();