物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)課件：餐館無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)

餐館無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)項(xiàng)目引導(dǎo)案例

無(wú)線點(diǎn)餐就是利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的點(diǎn)菜過(guò)程，可以最大程度避免傳統(tǒng)的點(diǎn)菜方式的弊?。喝斯鬟f浪費(fèi)時(shí)間，效率低下，直接影響了翻臺(tái)率；經(jīng)營(yíng)大規(guī)模菜系時(shí)單據(jù)多、信息量大，而分單、傳菜等環(huán)節(jié)經(jīng)過(guò)的人越多越容易出問(wèn)題，因而直接影響了服務(wù)質(zhì)量。生活中有哪些常見(jiàn)的無(wú)線點(diǎn)菜機(jī)？項(xiàng)目引導(dǎo)案例生活中有哪些常見(jiàn)的無(wú)線呼叫設(shè)備？項(xiàng)目引導(dǎo)案例用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息任務(wù)一職業(yè)能力目標(biāo)01任務(wù)描述與要求02知識(shí)鏈接03任務(wù)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)小結(jié)06任務(wù)拓展07任務(wù)一用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息了解SPI通信協(xié)議和串行FLASHW25Q80DV；理解SPI通信原理并通過(guò)SPI控制W25Q80DV。能根據(jù)MCU手冊(cè)，查閱相關(guān)資料，利用STM32CubeMX軟件，準(zhǔn)確對(duì)SPI進(jìn)行配置能根據(jù)W25Q80DV相關(guān)知識(shí)，準(zhǔn)確添加代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)串行FLASH的讀寫(xiě)職業(yè)能力目標(biāo)01知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)職業(yè)能力目標(biāo)01任務(wù)描述與要求02知識(shí)鏈接03任務(wù)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)小結(jié)06任務(wù)拓展07任務(wù)一用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息

國(guó)內(nèi)某公司準(zhǔn)備為某餐飲連鎖店開(kāi)發(fā)一套無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)，在考慮成本與實(shí)用性安全性后，采用STM32系列單片機(jī)，SI4432無(wú)線收發(fā)模塊。此任務(wù)主要分為三部分，任務(wù)1為第一部分，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與串行FLASH的SPI通訊。任務(wù)描述：任務(wù)要求：實(shí)現(xiàn)STM32與外置設(shè)備的SPI通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)W25Q80DV串行FLASH的ID號(hào)的讀取02任務(wù)描述與要求職業(yè)能力目標(biāo)01任務(wù)描述與要求02知識(shí)鏈接03任務(wù)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)小結(jié)06任務(wù)拓展07任務(wù)一用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息FLASH芯片W25Q80SPI時(shí)序及模式分析2303知識(shí)鏈接SPI協(xié)議介紹1SPI協(xié)議介紹1SPI簡(jiǎn)介SPI優(yōu)點(diǎn)24SPI特點(diǎn)SPI缺點(diǎn)3SPI簡(jiǎn)介03

SPI是英語(yǔ)SerialPeripheralInterface的縮寫(xiě)，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口，是Motorola公司推出的一種同步串行接口。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。它只需四條線就可以完成MCU與各種外圍器件的通訊，這四條線是：串行時(shí)鐘線（CSK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線（MISO）、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線（MOSI）、低電平有效從機(jī)選擇線CS。思考一下，同學(xué)們還知道哪些通訊協(xié)議？SPI協(xié)議介紹1SPI簡(jiǎn)介SPI優(yōu)點(diǎn)24SPI特點(diǎn)SPI缺點(diǎn)3SPI優(yōu)點(diǎn)A支持全雙工通信B通信簡(jiǎn)單C數(shù)據(jù)傳輸速率快03思考一下，同學(xué)們認(rèn)為SPI通訊有什么優(yōu)點(diǎn)？SPI協(xié)議介紹1SPI簡(jiǎn)介SPI優(yōu)點(diǎn)24SPI特點(diǎn)SPI缺點(diǎn)3SPI缺點(diǎn)03沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)，所以跟IIC總線協(xié)議比較在數(shù)據(jù)可靠性上有一定的缺陷。SPI協(xié)議介紹1SPI簡(jiǎn)介SPI優(yōu)點(diǎn)24SPI特點(diǎn)SPI缺點(diǎn)3SPI特點(diǎn)03高速、同步、全雙工、非差分、總線式主從機(jī)通信模式FLASH芯片W25Q80SPI時(shí)序及模式分析2303知識(shí)鏈接SPI協(xié)議介紹1FLASH芯片W25Q801W25Q80DV簡(jiǎn)介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁(yè)擦除W25Q80DV簡(jiǎn)介03

小組討論：1.大家知道哪些W25Q80DV的基礎(chǔ)知識(shí)？2.W25Q80DV有哪些特性？W25Q80DV簡(jiǎn)介03W25Q80DV是一種容量為8M-bit的串行Flash存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器被組織成4096頁(yè)，每頁(yè)256字節(jié)，同一時(shí)間最多可以寫(xiě)256字節(jié)（一頁(yè)）。W25Q80DV芯片F(xiàn)LASH芯片W25Q801W25Q80DV簡(jiǎn)介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁(yè)擦除W25Q80DV特性038M-bit/1M-byte（1,048,576）每個(gè)可編程頁(yè)的大小為256字節(jié)標(biāo)準(zhǔn)SPI：CLK，/CS，DI，DO，/WP，/HoldDualSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，/WP，/HoldQuadSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，IO2，IO3統(tǒng)一的4KB扇區(qū)（Sector），32KB和64KB的塊（Block）FLASH芯片W25Q801W25Q80DV簡(jiǎn)介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁(yè)擦除W25Q80DV頁(yè)擦除方式擦除操作只能按扇區(qū)擦除或按塊擦除有256個(gè)可擦除扇區(qū)（sector，每個(gè)扇區(qū)4KB）16個(gè)可擦除塊（block，每個(gè)塊64KB）。0303W25Q80DV頁(yè)擦除方式主要參數(shù)Page：256BytesBlock：16Sector（64KB）Sector：16Pages（4KB）FLASH芯片W25Q80SPI時(shí)序及模式分析2303知識(shí)鏈接SPI協(xié)議介紹1SPI時(shí)序及模式分析

SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線，事實(shí)上3根也可以(單向傳輸時(shí))。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是SDI(數(shù)據(jù)輸入)、SDO(數(shù)據(jù)輸出)、SCLK(時(shí)鐘)、CS(片選)。03SPI時(shí)序及模式分析1協(xié)議通信時(shí)序詳解W25Q80DV控制指令2協(xié)議通信時(shí)序詳解031.SDO/MOSI–主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入;2.SDI/MISO–主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出;思考一下，SPI應(yīng)該是怎樣將設(shè)備進(jìn)行連接的？03

小組討論：1.學(xué)生討論為什么是圖上那種接線方式？有什么好處作用？協(xié)議通信時(shí)序詳解協(xié)議通信時(shí)序詳解3.SCLK–時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生;4.CS/SS–從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備的時(shí)候，因?yàn)槊總€(gè)從設(shè)備上都有一個(gè)片選引腳接入到主設(shè)備機(jī)中，當(dāng)我們的主設(shè)備和某個(gè)從設(shè)備通信時(shí)將需要將從設(shè)備對(duì)應(yīng)的片選引腳電平拉低或者是拉高。03協(xié)議通信時(shí)序詳解

SPI通信有4種不同的模式，不同的從設(shè)備可能在出廠是就是配置為某種模式，這是不能改變的；但通信雙方必須是工作在同一模式下，所以我們可以對(duì)我們的主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過(guò)CPOL（時(shí)鐘極性）和CPHA（時(shí)鐘相位）來(lái)控制我們主設(shè)備的通信模式03協(xié)議通信時(shí)序詳解031CPOL參數(shù)規(guī)定了SCK時(shí)鐘信號(hào)空閑狀態(tài)的電平，這4種模式分別由時(shí)鐘極性(CPOL，ClockPolarity)和時(shí)鐘相位(CPHA，ClockPhase)來(lái)定義，2CPHA規(guī)定了數(shù)據(jù)是在SCK時(shí)鐘的上升沿被采樣還是下降沿被采樣協(xié)議通信時(shí)序詳解CPOL：時(shí)鐘極性選擇，為0時(shí)SPI總線空閑為低電平，為1時(shí)SPI總線空閑為高電平CPHA：時(shí)鐘相位選擇，為0時(shí)在SCK第一個(gè)跳變沿采樣，為1時(shí)在SCK第二個(gè)跳變沿采樣CPOL：時(shí)鐘極性，這里是低電平CPHA：時(shí)鐘相位，這里是第一個(gè)跳變沿，選擇SPI_PHASE_1EDGE03W25Q80DV簡(jiǎn)介03

小組討論：1.根據(jù)講解的一種SPI通信模式，同學(xué)們舉一反三思考其他三種通信模式是什么樣的?協(xié)議通信時(shí)序詳解時(shí)鐘極性CPOL是用來(lái)配置SCLK的電平出于哪種狀態(tài)時(shí)是空閑態(tài)或者有效態(tài)，時(shí)鐘相位CPHA是用來(lái)配置數(shù)據(jù)采樣是在第幾個(gè)邊沿：CPOL=0，表示當(dāng)SCLK=0時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCLK處于高電平時(shí)CPOL=1，表示當(dāng)SCLK=1時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCLK處于低電平時(shí)CPHA=0，表示數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第2個(gè)邊沿CPHA=1，表示數(shù)據(jù)采樣是在第2個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第1個(gè)邊沿03協(xié)議通信時(shí)序詳解主設(shè)備能夠控制時(shí)鐘，因?yàn)镾PI通信并不像UART或者IIC通信那樣有專(zhuān)門(mén)的通信周期，有專(zhuān)門(mén)的通信起始信號(hào)，有專(zhuān)門(mén)的通信結(jié)束信號(hào)；所以SPI協(xié)議能夠通過(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)線，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)交流的時(shí)候時(shí)鐘線要么是保持高電平要么是保持低電平。03SPI時(shí)序及模式分析1協(xié)議通信時(shí)序詳解W25Q80DV控制指令2W25Q80DV控制指令03W25Q80DV的指令集包含34個(gè)基本指令（完全通過(guò)SPI總線控制）。指令由片選信號(hào)的下降沿開(kāi)始，數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)是指令碼，DI輸入管腳在時(shí)鐘上升沿時(shí)采集數(shù)據(jù)，MSB在前。指令長(zhǎng)度從單個(gè)字節(jié)到多個(gè)字節(jié)變化，指令碼后面可能帶有addressbytes、databytes、dummybytes（不關(guān)心），在一些情況下，會(huì)組合起來(lái)。所有的讀指令能在任意時(shí)鐘位之后完成，但是所有的寫(xiě)、編程、擦除指令必須在一個(gè)字節(jié)界限之后才能完成，否則指令將會(huì)被忽略。W25Q80DV控制指令03W25Q80DV支持標(biāo)準(zhǔn)

SPI指令W25Q80DV允許通過(guò)SPI兼容總線進(jìn)行操作，包括四個(gè)信號(hào)：串行時(shí)鐘（CLK）、片選（/CS）、串行數(shù)據(jù)輸入（DI）和串行數(shù)據(jù)輸出（DO）。標(biāo)準(zhǔn)SPI指令使用DI輸入管腳將指令、地址和數(shù)據(jù)連續(xù)地寫(xiě)到設(shè)備（在CLK上升沿），DO輸出管腳用于從設(shè)備端讀數(shù)據(jù)或狀態(tài)（在CLK下降沿）。支持SPI總線操作模式0(0,0)和模式3(1,1)。W25Q80DV控制指令指令名稱(chēng)指令碼描述WriteEnable0x06寫(xiě)使能WriteDisable0x04寫(xiě)失能ReadStatusRegister0x05讀狀態(tài)寄存器WriteStatusRegister0x01寫(xiě)狀態(tài)寄存器，后面接1個(gè)ByteReadData0x03讀數(shù)據(jù)字節(jié)（低速）FastRead0x0B讀數(shù)據(jù)字節(jié)（高速）PageProgram0x02頁(yè)編程（最多256個(gè)字節(jié)）SectorErase(4KB)0x20擦除4KB扇區(qū)BlockErase(32KB)0x52擦除32KB扇區(qū)BlockErase(64KB)0xD8擦除64KB扇區(qū)ChipErase0xC7擦除整片F(xiàn)lashJEDECID0x9F讀JEDECIDW25xFlash存儲(chǔ)器指令表03思考一下，你們認(rèn)為應(yīng)該有哪些控制指令？職業(yè)能力目標(biāo)01任務(wù)描述與要求02知識(shí)鏈接03任務(wù)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)小結(jié)06任務(wù)拓展07任務(wù)一用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息任務(wù)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備/資源名稱(chēng)數(shù)量是否準(zhǔn)備到位（√）1STM32F103VET6模塊1

2功能擴(kuò)展模塊1

3杜邦線6

4配書(shū)資源104思考一下，你認(rèn)為任務(wù)應(yīng)該用到哪些設(shè)備？職業(yè)能力目標(biāo)01任務(wù)描述與要求02知識(shí)鏈接03任務(wù)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)小結(jié)06任務(wù)拓展07任務(wù)一用SPI讀取flash存儲(chǔ)信息燒寫(xiě)程序205任務(wù)實(shí)施添加代碼1添加代碼1進(jìn)行STM32CubeMX配置添加代碼包23添加代碼程序4編譯代碼STM32CubeMX配置SPI（1）打開(kāi)STM32CubeMX，選擇NewProject進(jìn)入芯片選擇界05STM32CubeMX配置SPI（2）在搜索欄輸入stm32f103ve，右側(cè)會(huì)出現(xiàn)STM32F103VE的芯片，選擇LQFP封裝的，雙擊進(jìn)入芯片配置界面。05STM32CubeMX配置SPIHighSpeedClock（HSE）和LowSpeedClock（LSE）都選擇Crystal/CeramicResonator。05（3）點(diǎn)擊SystemCore->RCC，STM32CubeMX配置SPI（4）點(diǎn)擊SYS，Debug選擇SerialWire05STM32CubeMX配置SPIBaudRate選擇115200Bit/s，DataDirection選擇ReceiveandTransmit，然后點(diǎn)擊NVICSettings，勾選USART1globalinterrupt，使能串口中斷。05（5）點(diǎn)擊Connectivity->USART1配置串口一MODE選擇Asynchronous，STM32CubeMX配置SPIMode選擇Full-DuplexMaster，ParameterSetting->ClockParameter->Prescaler（forBuadRate）選擇4，其他參數(shù)都默認(rèn)即可（SPI2配置一致）05（6）點(diǎn)擊Connectivity->SPI1STM32CubeMX配置SPI（7）左鍵點(diǎn)擊PB12，選擇GPIO_OutPut將引腳設(shè)置為輸出模式，并設(shè)置為默認(rèn)高電平05STM32CubeMX配置SPI（8）點(diǎn)擊ClockConfiguration進(jìn)行如下圖的時(shí)鐘配置05STM32CubeMX配置SPI（9）點(diǎn)擊ProjectManager，點(diǎn)擊Project設(shè)置文件名和保存的位置，Toolchain/IDE選擇MDK_ARM。05STM32CubeMX配置SPI（10）點(diǎn)擊CodeGenerator，如下圖進(jìn)行勾選設(shè)置。05（11）最后點(diǎn)擊右上角的GENERATECODE生成初始化代碼。添加代碼1進(jìn)行STM32CubeMX配置添加代碼包23添加代碼程序4編譯代碼添加代碼包05單擊編譯按鈕開(kāi)始編譯，若0個(gè)錯(cuò)誤表示編譯通過(guò)。檢查是否可用添加代碼1進(jìn)行STM32CubeMX配置添加代碼包23添加代碼程序4編譯代碼完善代碼雙擊usart.c，在/*USERCODEBEGIN1*/和/*USERCODEEND1*/之間添加代碼的地方添加如下代碼05完善代碼

在SPI_FLASH文件夾的Src文件夾下添加“W25Qx.c”文件,并在Inc文件夾下添加“W25Qx.h”文件雙擊Application/User將W25Qx.c添加進(jìn)去并進(jìn)行編譯在W25Qx.h內(nèi)添加如下代碼05完善代碼在W25Qx.c內(nèi)添加如下代碼05完善代碼在W25Qx.c內(nèi)添加如下代碼05完善代碼

雙擊main.c，在/*USERCODEBEGINIncludes*/和/*USERCODEENDIncludes*/之間添加頭文件05完善代碼

在/*USERCODEBEGINPV*/和/*USERCODEENDPV*/之間添加變量05完善代碼

在/*USERCODEBEGINWHILE*/和/*USERCODEENDWHILE*/之間添加主程序05完善代碼

在main.h文件中添加在/*USERCODEBEGINIncludes*/和/*USERCODEENDIncludes*/之間添加頭文件#include<stdio.h>05添加代碼1進(jìn)行STM32CubeMX配置添加代碼包23添加代碼程序4編譯代碼編譯代碼代碼添加完成后，單擊“重新編譯”按鈕完成編譯，確保編譯準(zhǔn)確無(wú)錯(cuò)誤。05燒寫(xiě)程序205任務(wù)實(shí)施添加代碼1燒寫(xiě)程序1硬件環(huán)境搭建固件下載23結(jié)果驗(yàn)證硬件環(huán)境搭建

把M3核心模塊和功能擴(kuò)展模塊正確放置到NEWLab實(shí)訓(xùn)平臺(tái)序號(hào)M3核