一、临界区

临界区（Critical Section） 是多任务/实时操作系统（如 FreeRTOS）里非常核心的一个概念，一旦进入这个区域，其他任务就不能抢占、中断也不能进来捣乱，直到你自己跑完并主动“退出”为止。

应用场景：

1、保护共享变量/数据 ；比如你有一个全局变量 int count = 0; 任务A 要做 count++（实际是读→加1→写回三个步骤） 如果这时候被更高优先级的任务B 抢占，B 也改 count，就会出现经典的“数据竞争/赛况”（race condition），最终 count 值错乱。

2、严格的硬件时序要求；DHT11 通信靠非常精确的高低电平时间（几十微秒级）来区分 0 和 1。 如果中途被任务切换或被定时器中断打断，哪怕只耽误 10μs，整个 bit 就读错了，数据直接废掉。 所以必须把“测高电平多久→判断是0还是1”这段代码锁死，不允许任何人插队。

3、调用不可重入的函数/操作外设；比如操作 I2C、SPI、LCD 驱动，如果中途被打断，下次进来状态就乱了。

实现代码：

​
portMUX_TYPE mux = portMUX_INITIALIZER_UNLOCKED;   // 自旋锁（ESP32 多核专用）

taskENTER_CRITICAL(&mux);     // 进入临界区
// 这里写你绝对不能被打断的代码
// 比如读 DHT11 的 40 个 bit
taskEXIT_CRITICAL(&mux);      // 退出临界区

​

内部实现过程：

1、关中断

2、在 ESP32（双核）上还会获取一个自旋锁（portMUX），防止另一个核同时进来

3、禁止任务调度（更高优先级任务也抢不到 CPU）

释放过程相反：释放锁、开中断、恢复调度

TIPS:临界区虽然强大，但越短越好！

spi_master源码阅读

/**
 * @brief SPI common used frequency (in Hz)
 * @note SPI peripheral only has an integer divider, and the default clock source can be different on other targets,
 *       so the actual frequency may be slightly different from the desired frequency.
 */
#define SPI_MASTER_FREQ_8M      (80 * 1000 * 1000 / 10)   ///< 8MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_9M      (80 * 1000 * 1000 / 9)    ///< 8.89MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_10M     (80 * 1000 * 1000 / 8)    ///< 10MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_11M     (80 * 1000 * 1000 / 7)    ///< 11.43MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_13M     (80 * 1000 * 1000 / 6)    ///< 13.33MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_16M     (80 * 1000 * 1000 / 5)    ///< 16MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_20M     (80 * 1000 * 1000 / 4)    ///< 20MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_26M     (80 * 1000 * 1000 / 3)    ///< 26.67MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_40M     (80 * 1000 * 1000 / 2)    ///< 40MHz
#define SPI_MASTER_FREQ_80M     (80 * 1000 * 1000 / 1)    ///< 80MHz

这些是推荐的 SPI 时钟频率（基于 APB 时钟 80MHz 的整数分频）

为什么不是精确 10MHz 而是 80M/8 = 10M？因为 ESP32 SPI 只能整数分频

设置设备标志位

#define SPI_DEVICE_TXBIT_LSBFIRST          (1<<0)  // 发送 LSB first
#define SPI_DEVICE_RXBIT_LSBFIRST          (1<<1)
#define SPI_DEVICE_3WIRE                   (1<<2)  // 单线半双工 (MOSI 复用收发)
#define SPI_DEVICE_POSITIVE_CS             (1<<3)  // CS 高有效（默认低有效）
#define SPI_DEVICE_HALFDUPLEX              (1<<4)  // 先发后收（默认全双工同时收发）
#define SPI_DEVICE_NO_DUMMY                (1<<6)  // 禁用自动 dummy bit 插入（高频读有风险）

3. 核心结构体：spi_device_interface_config_t（设备配置）

这是挂载一个从设备时最关键的结构体。

关键字段解释（按重要性排序）：

字段	类型	典型值	含义 & 使用场景
command_bits	uint8_t	0 / 8 / 16	命令阶段位数（很多芯片有 1 字节命令，如 0x03 读、0x02 写）
address_bits	uint8_t	0 / 8 / 24	地址阶段位数（闪存常用 24bit 地址）
dummy_bits	uint8_t	0–16	地址 → 数据之间的空周期（高频读补偿 slave 延迟）
mode	uint8_t	0–3	SPI 模式（CPOL + CPHA）：0 最常见，3 也很多
clock_speed_hz	int	1000000–40000000	时钟频率（用上面宏定义最安全）
spics_io_num	int	GPIO 号 / -1	CS 引脚（-1 = 不使用硬件 CS，自己手动控制）
queue_size	int	1–10	队列深度（中断模式下可同时排队几个事务，建议 ≥1）
flags	uint32_t	0 或组合标志	上面那些 SPI_DEVICE_xxx 标志
pre_cb / post_cb	函数指针	NULL 或回调	事务前/后回调（在中断里执行，常用于 GPIO 控制 DC/RS 线、CS 手动翻转）
input_delay_ns	int	0 或 几十 ns	slave 输出延迟（高频 >8M 时建议设置，补偿 MISO 时序）

小结：大多数简单 SPI 器件，只需要设置 mode、clock_speed_hz、spics_io_num、flags 就够了。复杂器件（如 NOR Flash、LCD）才会用到 command/address/dummy。

4. 事务描述结构体：spi_transaction_t（最常操作的）

每次发一次数据，就是填一个这个结构体。

关键字段：

• flags：SPI_TRANS_xxx（如 USE_TXDATA、USE_RXDATA、VARIABLE_CMD 等）
• cmd：命令值（长度由 device config 决定）
• addr：地址值
• length：总发送位数（bits！不是 bytes）
• rxlength：期望接收位数（全双工时可 < length）
• tx_buffer / tx_data[4]：发送数据（用 tx_data 时最多 32bit 直接内嵌）
• rx_buffer / rx_data[4]：接收缓冲
• user：用户自定义指针（常用来传上下文）

小技巧：

• 小数据（≤32bit） → 用 tx_data[] / rx_data[] + 对应 flag，省 DMA
• 大数据 → 用 buffer + DMA

二、缓冲区Buffer

缓冲区就是一块临时存放数据的内存区域，用来“缓冲”（缓和、暂存）数据在生产者和消费者之间速度不匹配的问题。

在LVGL中，缓冲区让 LVGL 可以“先把画面画好存起来，再一次性高效发给 LCD”，避免闪烁、撕裂、卡顿，同时支持部分刷新，极大提高 UI 流畅度和性能。

• LVGL 用 CPU（或 GPU）慢慢画 UI（按钮、文字、动画）
• LCD 通过 QSPI/DMA 很快就能把一整块像素数据显示出来
• 如果没有缓冲区：CPU 画一点推一点 → 画面会闪烁、撕裂（tearing）
• 有缓冲区：CPU 先把一整块画完存到 buf1 → 一次性 DMA 推给 LCD → 画面完整

实现双缓冲（double buffering）避免闪烁

• LVGL 同时用两块 buf：
  • 当前显示用 buf1（LCD 正在从 buf1 读）
  • CPU 在 buf2 上画下一帧
• 画完后交换：buf2 变成显示缓冲，buf1 给 CPU 画下一帧
• 这样用户永远看到完整的画面，不会看到“半成品”

  static lv_color_t *buf1 = NULL;
  static lv_color_t *buf2 = NULL;
  
  lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, buf1, buf2, DISP_BUF_SIZE);