micropython ESP32C3 SPI

micropython ESP32C3 202206的固件硬件SPI 主机传输
关于使用硬件SPI主机通信的HSPI类的工作原理
1）SPI 从字节到比特流的硬件工作原理不用解释。
2）SPI 从字节流到字节的发送或接收的实现过程是怎样的？是CPU查询方式吗？即控制循环，检测一个字节是否发送完毕然后发送下一个；还是中断方式？发送一个字节后处理硬件中断；还是DMA直接控制块传输方式，不用CPU的干预。或者还有其他方式？
3）有没较好的非阻塞传送函数或方法？
4）UART、IIC 通信是否类似？
粗略看了一下大家的回答，非常感谢，但我还是继续强调下问题的重点，一是micropython下的过程和方法，二是如何最大程度地减少块传输的时间，三是希望能看到hspi里具体的代码过程（大家的答案有相左的不同意见）

参考gpt，
1 硬件SPI主机通信的工作原理不需要解释，它遵循SPI协议的标准，使用硬件设备来完成通信。在ESP32中，使用HSPI类可以实现硬件SPI主机通信。
2 在ESP32中，硬件SPI主机通信的发送或接收过程是通过CPU查询方式完成的。CPU在SPI传输期间不断查询SPI传输寄存器，以检查是否可以发送或接收更多的数据。一旦可以发送或接收数据，CPU会发送或接收数据并等待传输完成，然后继续查询传输寄存器以进行下一个数据传输。
3 在ESP32中，可以使用异步回调函数实现非阻塞传输。在这种情况下，发送或接收数据的函数不会阻塞主程序的执行，而是在传输完成时调用回调函数。这可以通过使用HSPI类中的"writebytes_dma()"和"readbytes_dma()"函数来实现。
4 UART和IIC通信与SPI通信有所不同。UART通信是一种异步串行通信协议，而IIC通信是一种同步串行通信协议。在UART通信中，每个字节都由一个起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位组成。在IIC通信中，数据通过两个线路（SDA和SCL）进行传输，通过时钟同步方式进行通信。

参考GPT和自己的思路：非常感谢您的问题。针对您的问题，我提供以下答复。

1）SPI 从字节到比特流的硬件工作原理不用解释。

2）SPI 从字节流到字节的发送或接收的实现过程一般是通过DMA传输方式实现的，不需要CPU的干预。具体的实现过程可以参考ESP32的ESP-IDF文档中关于SPI控制器的章节描述。不过值得注意的是，不同的平台和框架可能会有不同的实现方式。

3）对于ESP32C3平台，可以使用ESP-IDF中提供的SPI传输API（spi_device_polling_transmit和spi_device_transmit），可以实现非阻塞传输（基于中断的方式）。此外，也可以使用FreeRTOS提供的事件组信号量实现非阻塞传输。需要注意的是，使用非阻塞传输方式需要考虑到传输和处理的时间，以免产生数据丢失和错误。

4）UART和I2C通信与SPI的实现方式有所不同。UART是异步通信方式，采用单线全双工的方式进行通信，串口帧包含起始位、数据位、停止位和可能的校验位。I2C则是同步通信方式，使用两根线进行通信（一根作为时钟线，一根作为数据线），采用从设备地址和数据地址的方式，通信时需要进行地址识别。不同的通信协议有不同的实现方式，需要根据具体的应用场景来选择。

该回答引用于gpt与OKX安生共同编写：

该回答引用于gpt与OKX安生共同编写：

1. 硬件SPI的工作原理已经比较清楚，不需要进一步解释。

1. 在ESP32C3上，发送或接收字节流的过程通常是通过CPU查询方式完成的。也就是说，程序会控制循环，检测一个字节是否发送完毕，然后再发送下一个字节。当然，在实现中断和DMA方式的情况下，也可以使用这些方式来控制SPI数据的传输。

1. 有许多非阻塞式的SPI数据传输函数可供选择，其中一种常见的方法是使用ISR（中断服务程序）来处理SPI传输完成的事件，并在主程序中设置标志位以便在必要时读取传输的数据。此外，还可以使用DMA方式直接控制块传输，以避免CPU的干预。

1. UART和I2C与SPI通信的工作方式有所不同。UART是异步串行通信协议，它的数据传输方式是通过两根线（TX和RX）进行的，而且没有一个明确的时钟线来同步通信双方的数据。因此，在使用UART进行通信时，需要注意数据的传输速率和帧格式等参数，并且在每个数据帧之间添加起始和停止位等控制信息来区分不同的数据帧。I2C是一种同步串行通信协议。它需要两根线（SCL和SDA）来进行通信，并且在通信过程中需要发送地址和数据等信息。与SPI相比，它的数据传输速率较慢，但是使用起来相对简单。

该回答引用ChatGPT
第一个问题： SPI是一种同步的串行通信协议，使用时需要两个或多个设备之间共享数据线、时钟线和控制线，其中一个设备为主机(Master)，另一个或多个设备为从机(Slave)。主机控制时钟信号和数据传输，从机根据时钟信号接收和发送数据。
第二个问题：在Micropython中，使用HSPI类时，发送或接收字节流的实现过程是由硬件方案进行控制的，不需要CPU查询方式。可以使用DMA直接控制块传输方式来实现数据的快速传输，也可以使用中断方式进行数据的处理。在传输完成之前必须等待传输完成，否则会误操作，导致数据出错。
第三个问题：在Micropython中，可以使用uschedule库中的unschedule和schedule函数实现非阻塞传输。unschedule函数可以取消当前等待的任务，schedule函数可以延迟指定时间开始任务。
第四个问题： UART和IIC通信与SPI类似，都是使用串行通信协议进行数据的传输。UART使用一个数据线和一个时钟线，通常用于在嵌入式系统中进行串口通信。IIC使用两个数据线和一个时钟线进行数据传输，主要用于短距离的通信。

以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写：
1）SPI从字节到比特流的硬件工作原理不解释。

2）SPI从字节流到字节的发送或接收的实现过程可以通过CPU查询方式或DMA方式实现。在CPU查询方式下，应用程序通过控制循环，检测一个字节是否发送完毕然后发送下一个字节。在中断方式下，发送一个字节后处理硬件中断。在DMA直接控制块传输方式下，DMA直接控制数据传输，不需要CPU干预。

在micropython下，SPI的发送和接收可以使用API函数进行控制。对于硬件SPI主机，可以使用HSPI类进行控制。首先需要导入HSPI类：

from machine import Pin, SPI

# 初始化SPI主机
HSPI_HOST = SPI(1, baudrate=8000000, polarity=0, phase=0, bits=8, firstbit=SPI.MSB, sck=Pin(14), mosi=Pin(13), miso=Pin(12))

然后，使用HSPI类的方法进行发送和接收。比如，使用transmit方法发送数据：

# 发送数据
HSPI_HOST.write(bytearray([0x23, 0x45, 0x67]))

使用recv方法接收数据：

# 接收数据
data = HSPI_HOST.read(3)

3）对于非阻塞传送函数或方法，可以使用async和await方式，实现异步传输。这需要在micropython的异步框架uasyncio下进行实现，类似于异步的协程函数。具体的代码实现可以参考以下链接：

https://docs.micropython.org/en/latest/library/uasyncio.html

4）UART和I2C通信与SPI通信略有不同。UART通信是一种串行信号传输方式，而I2C通信是一种基于数据线的双向串行通信，需要通

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行通信协议，用于在微控制器和外部设备之间传输数据。SPI协议通常由一个主机和一个或多个从设备组成。在SPI通信中，主机控制通信的时序和数据传输，从设备被动接收和发送数据。
在ESP32C3中，硬件SPI主机通信使用HSPI类来实现。HSPI类提供了一组API，用于配置和控制SPI主机通信。HSPI类的工作原理如下：
1. 配置SPI主机
在使用HSPI类之前，需要先配置SPI主机的参数，包括时钟频率、数据位宽、传输模式等。可以使用HSPI.init()方法来配置SPI主机的参数。
2. 发送数据
在SPI通信中，主机发送数据时，需要将数据写入SPI发送缓冲区。可以使用HSPI.write()方法将数据写入SPI发送缓冲区。
3. 接收数据
在SPI通信中，主机接收数据时，需要从SPI接收缓冲区读取数据。可以使用HSPI.read()方法从SPI接收缓冲区读取数据。
4. 控制时序
在SPI通信中，主机需要控制时序，包括片选信号、时钟信号、数据信号等。可以使用HSPI.cs()、HSPI.clk()、HSPI.mosi()、HSPI.miso()等方法控制时序。
总之，HSPI类提供了一组API，用于配置和控制SPI主机通信。通过使用这些API，可以实现SPI主机和从设备之间的数据传输。