物联网嵌入式技术课件：餐馆无线点菜系统

餐馆无线点餐系统物联网嵌入式技术项目引导案例

无线点餐就是利用无线网络技术实现随时随地的点菜过程，可以最大程度避免传统的点菜方式的弊病：人工传递浪费时间，效率低下，直接影响了翻台率；经营大规模菜系时单据多、信息量大，而分单、传菜等环节经过的人越多越容易出问题，因而直接影响了服务质量。生活中有哪些常见的无线点菜机？项目引导案例生活中有哪些常见的无线呼叫设备？项目引导案例用SPI读取flash存储信息任务一职业能力目标01任务描述与要求02知识链接03任务准备04任务实施05任务小结06任务拓展07任务一用SPI读取flash存储信息了解SPI通信协议和串行FLASHW25Q80DV；理解SPI通信原理并通过SPI控制W25Q80DV。能根据MCU手册，查阅相关资料，利用STM32CubeMX软件，准确对SPI进行配置能根据W25Q80DV相关知识，准确添加代码，实现对串行FLASH的读写职业能力目标01知识目标技能目标职业能力目标01任务描述与要求02知识链接03任务准备04任务实施05任务小结06任务拓展07任务一用SPI读取flash存储信息

国内某公司准备为某餐饮连锁店开发一套无线点餐系统，在考虑成本与实用性安全性后，采用STM32系列单片机，SI4432无线收发模块。此任务主要分为三部分，任务1为第一部分，实现单片机与串行FLASH的SPI通讯。任务描述：任务要求：实现STM32与外置设备的SPI通讯实现对W25Q80DV串行FLASH的ID号的读取02任务描述与要求职业能力目标01任务描述与要求02知识链接03任务准备04任务实施05任务小结06任务拓展07任务一用SPI读取flash存储信息FLASH芯片W25Q80SPI时序及模式分析2303知识链接SPI协议介绍1SPI协议介绍1SPI简介SPI优点24SPI特点SPI缺点3SPI简介03

SPI是英语SerialPeripheralInterface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口，是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。它只需四条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯，这四条线是：串行时钟线（CSK）、主机输入/从机输出数据线（MISO）、主机输出/从机输入数据线（MOSI）、低电平有效从机选择线CS。思考一下，同学们还知道哪些通讯协议？SPI协议介绍1SPI简介SPI优点24SPI特点SPI缺点3SPI优点A支持全双工通信B通信简单C数据传输速率快03思考一下，同学们认为SPI通讯有什么优点？SPI协议介绍1SPI简介SPI优点24SPI特点SPI缺点3SPI缺点03没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。SPI协议介绍1SPI简介SPI优点24SPI特点SPI缺点3SPI特点03高速、同步、全双工、非差分、总线式主从机通信模式FLASH芯片W25Q80SPI时序及模式分析2303知识链接SPI协议介绍1FLASH芯片W25Q801W25Q80DV简介W25Q80DV特性23W25Q80DV的页擦除W25Q80DV简介03

小组讨论：1.大家知道哪些W25Q80DV的基础知识？2.W25Q80DV有哪些特性？W25Q80DV简介03W25Q80DV是一种容量为8M-bit的串行Flash存储器。该存储器被组织成4096页，每页256字节，同一时间最多可以写256字节（一页）。W25Q80DV芯片FLASH芯片W25Q801W25Q80DV简介W25Q80DV特性23W25Q80DV的页擦除W25Q80DV特性038M-bit/1M-byte（1,048,576）每个可编程页的大小为256字节标准SPI：CLK，/CS，DI，DO，/WP，/HoldDualSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，/WP，/HoldQuadSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，IO2，IO3统一的4KB扇区（Sector），32KB和64KB的块（Block）FLASH芯片W25Q801W25Q80DV简介W25Q80DV特性23W25Q80DV的页擦除W25Q80DV页擦除方式擦除操作只能按扇区擦除或按块擦除有256个可擦除扇区（sector，每个扇区4KB）16个可擦除块（block，每个块64KB）。0303W25Q80DV页擦除方式主要参数Page：256BytesBlock：16Sector（64KB）Sector：16Pages（4KB）FLASH芯片W25Q80SPI时序及模式分析2303知识链接SPI协议介绍1SPI时序及模式分析

SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。03SPI时序及模式分析1协议通信时序详解W25Q80DV控制指令2协议通信时序详解031.SDO/MOSI–主设备数据输出，从设备数据输入;2.SDI/MISO–主设备数据输入，从设备数据输出;思考一下，SPI应该是怎样将设备进行连接的？03

小组讨论：1.学生讨论为什么是图上那种接线方式？有什么好处作用？协议通信时序详解协议通信时序详解3.SCLK–时钟信号，由主设备产生;4.CS/SS–从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。03协议通信时序详解

SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式03协议通信时序详解031CPOL参数规定了SCK时钟信号空闲状态的电平，这4种模式分别由时钟极性(CPOL，ClockPolarity)和时钟相位(CPHA，ClockPhase)来定义，2CPHA规定了数据是在SCK时钟的上升沿被采样还是下降沿被采样协议通信时序详解CPOL：时钟极性选择，为0时SPI总线空闲为低电平，为1时SPI总线空闲为高电平CPHA：时钟相位选择，为0时在SCK第一个跳变沿采样，为1时在SCK第二个跳变沿采样CPOL：时钟极性，这里是低电平CPHA：时钟相位，这里是第一个跳变沿，选择SPI_PHASE_1EDGE03W25Q80DV简介03

小组讨论：1.根据讲解的一种SPI通信模式，同学们举一反三思考其他三种通信模式是什么样的?协议通信时序详解时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿03协议通信时序详解主设备能够控制时钟，因为SPI通信并不像UART或者IIC通信那样有专门的通信周期，有专门的通信起始信号，有专门的通信结束信号；所以SPI协议能够通过控制时钟信号线，当没有数据交流的时候时钟线要么是保持高电平要么是保持低电平。03SPI时序及模式分析1协议通信时序详解W25Q80DV控制指令2W25Q80DV控制指令03W25Q80DV的指令集包含34个基本指令（完全通过SPI总线控制）。指令由片选信号的下降沿开始，数据的第一个字节是指令码，DI输入管脚在时钟上升沿时采集数据，MSB在前。指令长度从单个字节到多个字节变化，指令码后面可能带有addressbytes、databytes、dummybytes（不关心），在一些情况下，会组合起来。所有的读指令能在任意时钟位之后完成，但是所有的写、编程、擦除指令必须在一个字节界限之后才能完成，否则指令将会被忽略。W25Q80DV控制指令03W25Q80DV支持标准

SPI指令W25Q80DV允许通过SPI兼容总线进行操作，包括四个信号：串行时钟（CLK）、片选（/CS）、串行数据输入（DI）和串行数据输出（DO）。标准SPI指令使用DI输入管脚将指令、地址和数据连续地写到设备（在CLK上升沿），DO输出管脚用于从设备端读数据或状态（在CLK下降沿）。支持SPI总线操作模式0(0,0)和模式3(1,1)。W25Q80DV控制指令指令名称指令码描述WriteEnable0x06写使能WriteDisable0x04写失能ReadStatusRegister0x05读状态寄存器WriteStatusRegister0x01写状态寄存器，后面接1个ByteReadData0x03读数据字节（低速）FastRead0x0B读数据字节（高速）PageProgram0x02页编程（最多256个字节）SectorErase(4KB)0x20擦除4KB扇区BlockErase(32KB)0x52擦除32KB扇区BlockErase(64KB)0xD8擦除64KB扇区ChipErase0xC7擦除整片FlashJEDECID0x9F读JEDECIDW25xFlash存储器指令表03思考一下，你们认为应该有哪些控制指令？职业能力目标01任务描述与要求02知识链接03任务准备04任务实施05任务小结06任务拓展07任务一用SPI读取flash存储信息任务准备序号设备/资源名称数量是否准备到位（√）1STM32F103VET6模块1

2功能扩展模块1

3杜邦线6

4配书资源104思考一下，你认为任务应该用到哪些设备？职业能力目标01任务描述与要求02知识链接03任务准备04任务实施05任务小结06任务拓展07任务一用SPI读取flash存储信息烧写程序205任务实施添加代码1添加代码1进行STM32CubeMX配置添加代码包23添加代码程序4编译代码STM32CubeMX配置SPI（1）打开STM32CubeMX，选择NewProject进入芯片选择界05STM32CubeMX配置SPI（2）在搜索栏输入stm32f103ve，右侧会出现STM32F103VE的芯片，选择LQFP封装的，双击进入芯片配置界面。05STM32CubeMX配置SPIHighSpeedClock（HSE）和LowSpeedClock（LSE）都选择Crystal/CeramicResonator。05（3）点击SystemCore->RCC，STM32CubeMX配置SPI（4）点击SYS，Debug选择SerialWire05STM32CubeMX配置SPIBaudRate选择115200Bit/s，DataDirection选择ReceiveandTransmit，然后点击NVICSettings，勾选USART1globalinterrupt，使能串口中断。05（5）点击Connectivity->USART1配置串口一MODE选择Asynchronous，STM32CubeMX配置SPIMode选择Full-DuplexMaster，ParameterSetting->ClockParameter->Prescaler（forBuadRate）选择4，其他参数都默认即可（SPI2配置一致）05（6）点击Connectivity->SPI1STM32CubeMX配置SPI（7）左键点击PB12，选择GPIO_OutPut将引脚设置为输出模式，并设置为默认高电平05STM32CubeMX配置SPI（8）点击ClockConfiguration进行如下图的时钟配置05STM32CubeMX配置SPI（9）点击ProjectManager，点击Project设置文件名和保存的位置，Toolchain/IDE选择MDK_ARM。05STM32CubeMX配置SPI（10）点击CodeGenerator，如下图进行勾选设置。05（11）最后点击右上角的GENERATECODE生成初始化代码。添加代码1进行STM32CubeMX配置添加代码包23添加代码程序4编译代码添加代码包05单击编译按钮开始编译，若0个错误表示编译通过。检查是否可用添加代码1进行STM32CubeMX配置添加代码包23添加代码程序4编译代码完善代码双击usart.c，在/*USERCODEBEGIN1*/和/*USERCODEEND1*/之间添加代码的地方添加如下代码05完善代码

在SPI_FLASH文件夹的Src文件夹下添加“W25Qx.c”文件,并在Inc文件夹下添加“W25Qx.h”文件双击Application/User将W25Qx.c添加进去并进行编译在W25Qx.h内添加如下代码05完善代码在W25Qx.c内添加如下代码05完善代码在W25Qx.c内添加如下代码05完善代码

双击main.c，在/*USERCODEBEGINIncludes*/和/*USERCODEENDIncludes*/之间添加头文件05完善代码

在/*USERCODEBEGINPV*/和/*USERCODEENDPV*/之间添加变量05完善代码

在/*USERCODEBEGINWHILE*/和/*USERCODEENDWHILE*/之间添加主程序05完善代码

在main.h文件中添加在/*USERCODEBEGINIncludes*/和/*USERCODEENDIncludes*/之间添加头文件#include<stdio.h>05添加代码1进行STM32CubeMX配置添加代码包23添加代码程序4编译代码编译代码代码添加完成后，单击“重新编译”按钮完成编译，确保编译准确无错误。05烧写程序205任务实施添加代码1烧写程序1硬件环境搭建固件下载23结果验证硬件环境搭建

把M3核心模块和功能扩展模块正确放置到NEWLab实训平台序号M3核