Das Serial Peripheral Interface (SPI)

Das Serial Peripheral Interface (SPI) dient zur seriellen Kommunikation zwischen Mikrocontrollern. Diese können Sensoren oder andere technische Komponenten enthalten. 

Beim SPI gibt es immer einen Master Mikrocontroller, welcher die Kommunikation steuert. 

Zur Realisierung werden zwei Datenleitungen verwendet: MOSI (Master out - Slave in), MISO (Master in - Slave out). Es können also in beide Richtungen gleichzeitig Daten hin und her gesendet werden, dies nennt man synchronen Datentransfer. 
Des Weiteren muss es ein gemeinsames Taktsignal zwischen allen teilnehmenden Kommunikationspartnern geben. Die Leitung wird auch SCK/SCLK genannt.

Während des Datentransfers selbst können maximal 2 Mikrocontroller miteinander kommunizieren. Der Master kann über eine weitere Leitung den Slave auswählen, welcher angesprochen werden soll. Dazu wird der Slave Select (SS) Eingang des Slaves auf Low gesetzt. Damit beginnt die Kommunikation.

Abbildung 1: Aufbau des SPI mit einem Slave

Quelle: BBS2 Wolfsburg

Bei mehreren Mikrocontrollern am SPI Bus gibt es für jeden Slave eine SS Leitung vom Master. So kann der Master Mikrocontroller die Auswahl des Slaves treffen. 

Abbildung 2: Aufbau des SPI mit mehreren Slaves

Quelle: BBS2 Wolfsburg

Der ESP32 bietet mehrere SPI Busse. In Verbindung mit der Arduino IDE und den Bibliotheken des ESP32 ist der VSPI Bus mit folgenden Pins am leichtesten zu bedienen.

Pins des VSPI am ESP32

MISO	PIN 19
MOSI	PIN 23
SCK	PIN 18
SS	ein beliebiger GPIO Pin

Die Bibliothek zum Arbeiten mit dem VSPI wurde mit dem Installieren des ESP32 Boards über den Boardverwalter bereits geladen und befindet sich im Standardfall an folgendem Ort:

C:\Users\"EigenerBenutzer"\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.4\libraries\SPI\src

Das Einbinden in dein Programm erfolgt mit folgender Zeile:

#include <SPI.h>