餐館無線點餐系統物聯網嵌入式技術項目引導案例

無線點餐就是利用無線網絡技術實現隨時隨地的點菜過程，可以最大程度避免傳統的點菜方式的弊病：人工傳遞浪費時間，效率低下，直接影響了翻臺率；經營大規模菜系時單據多、信息量大，而分單、傳菜等環節經過的人越多越容易出問題，因而直接影響了服務質量。生活中有哪些常見的無線點菜機？項目引導案例生活中有哪些常見的無線呼叫設備？項目引導案例用SPI讀取flash存儲信息任務一職業能力目標01任務描述與要求02知識鏈接03任務準備04任務實施05任務小結06任務拓展07任務一用SPI讀取flash存儲信息了解SPI通信協議和串行FLASHW25Q80DV；理解SPI通信原理并通過SPI控制W25Q80DV。能根據MCU手冊，查閱相關資料，利用STM32CubeMX軟件，準確對SPI進行配置能根據W25Q80DV相關知識，準確添加代碼，實現對串行FLASH的讀寫職業能力目標01知識目標技能目標職業能力目標01任務描述與要求02知識鏈接03任務準備04任務實施05任務小結06任務拓展07任務一用SPI讀取flash存儲信息

國內某公司準備為某餐飲連鎖店開發一套無線點餐系統，在考慮成本與實用性安全性后，采用STM32系列單片機，SI4432無線收發模塊。此任務主要分為三部分，任務1為第一部分，實現單片機與串行FLASH的SPI通訊。任務描述：任務要求：實現STM32與外置設備的SPI通訊實現對W25Q80DV串行FLASH的ID號的讀取02任務描述與要求職業能力目標01任務描述與要求02知識鏈接03任務準備04任務實施05任務小結06任務拓展07任務一用SPI讀取flash存儲信息FLASH芯片W25Q80SPI時序及模式分析2303知識鏈接SPI協議介紹1SPI協議介紹1SPI簡介SPI優點24SPI特點SPI缺點3SPI簡介03

SPI是英語SerialPeripheralInterface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設備接口，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：串行時鐘線（CSK）、主機輸入/從機輸出數據線（MISO）、主機輸出/從機輸入數據線（MOSI）、低電平有效從機選擇線CS。思考一下，同學們還知道哪些通訊協議？SPI協議介紹1SPI簡介SPI優點24SPI特點SPI缺點3SPI優點A支持全雙工通信B通信簡單C數據傳輸速率快03思考一下，同學們認為SPI通訊有什么優點？SPI協議介紹1SPI簡介SPI優點24SPI特點SPI缺點3SPI缺點03沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收到數據，所以跟IIC總線協議比較在數據可靠性上有一定的缺陷。SPI協議介紹1SPI簡介SPI優點24SPI特點SPI缺點3SPI特點03高速、同步、全雙工、非差分、總線式主從機通信模式FLASH芯片W25Q80SPI時序及模式分析2303知識鏈接SPI協議介紹1FLASH芯片W25Q801W25Q80DV簡介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁擦除W25Q80DV簡介03

小組討論：1.大家知道哪些W25Q80DV的基礎知識？2.W25Q80DV有哪些特性？W25Q80DV簡介03W25Q80DV是一種容量為8M-bit的串行Flash存儲器。該存儲器被組織成4096頁，每頁256字節，同一時間最多可以寫256字節（一頁）。W25Q80DV芯片FLASH芯片W25Q801W25Q80DV簡介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁擦除W25Q80DV特性038M-bit/1M-byte（1,048,576）每個可編程頁的大小為256字節標準SPI：CLK，/CS，DI，DO，/WP，/HoldDualSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，/WP，/HoldQuadSPI：CLK，/CS，IO0，IO1，IO2，IO3統一的4KB扇區（Sector），32KB和64KB的塊（Block）FLASH芯片W25Q801W25Q80DV簡介W25Q80DV特性23W25Q80DV的頁擦除W25Q80DV頁擦除方式擦除操作只能按扇區擦除或按塊擦除有256個可擦除扇區（sector，每個扇區4KB）16個可擦除塊（block，每個塊64KB）。0303W25Q80DV頁擦除方式主要參數Page：256BytesBlock：16Sector（64KB）Sector：16Pages（4KB）FLASH芯片W25Q80SPI時序及模式分析2303知識鏈接SPI協議介紹1SPI時序及模式分析

SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要至少4根線，事實上3根也可以(單向傳輸時)。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI(數據輸入)、SDO(數據輸出)、SCLK(時鐘)、CS(片選)。03SPI時序及模式分析1協議通信時序詳解W25Q80DV控制指令2協議通信時序詳解031.SDO/MOSI–主設備數據輸出，從設備數據輸入;2.SDI/MISO–主設備數據輸入，從設備數據輸出;思考一下，SPI應該是怎樣將設備進行連接的？03

小組討論：1.學生討論為什么是圖上那種接線方式？有什么好處作用？協議通信時序詳解協議通信時序詳解3.SCLK–時鐘信號，由主設備產生;4.CS/SS–從設備使能信號，由主設備控制。當有多個從設備的時候，因為每個從設備上都有一個片選引腳接入到主設備機中，當我們的主設備和某個從設備通信時將需要將從設備對應的片選引腳電平拉低或者是拉高。03協議通信時序詳解

SPI通信有4種不同的模式，不同的從設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，所以我們可以對我們的主設備的SPI模式進行配置，通過CPOL（時鐘極性）和CPHA（時鐘相位）來控制我們主設備的通信模式03協議通信時序詳解031CPOL參數規定了SCK時鐘信號空閑狀態的電平，這4種模式分別由時鐘極性(CPOL，ClockPolarity)和時鐘相位(CPHA，ClockPhase)來定義，2CPHA規定了數據是在SCK時鐘的上升沿被采樣還是下降沿被采樣協議通信時序詳解CPOL：時鐘極性選擇，為0時SPI總線空閑為低電平，為1時SPI總線空閑為高電平CPHA：時鐘相位選擇，為0時在SCK第一個跳變沿采樣，為1時在SCK第二個跳變沿采樣CPOL：時鐘極性，這里是低電平CPHA：時鐘相位，這里是第一個跳變沿，選擇SPI_PHASE_1EDGE03W25Q80DV簡介03

小組討論：1.根據講解的一種SPI通信模式，同學們舉一反三思考其他三種通信模式是什么樣的?協議通信時序詳解時鐘極性CPOL是用來配置SCLK的電平出于哪種狀態時是空閑態或者有效態，時鐘相位CPHA是用來配置數據采樣是在第幾個邊沿：CPOL=0，表示當SCLK=0時處于空閑態，所以有效狀態就是SCLK處于高電平時CPOL=1，表示當SCLK=1時處于空閑態，所以有效狀態就是SCLK處于低電平時CPHA=0，表示數據采樣是在第1個邊沿，數據發送在第2個邊沿CPHA=1，表示數據采樣是在第2個邊沿，數據發送在第1個邊沿03協議通信時序詳解主設備能夠控制時鐘，因為SPI通信并不像UART或者IIC通信那樣有專門的通信周期，有專門的通信起始信號，有專門的通信結束信號；所以SPI協議能夠通過控制時鐘信號線，當沒有數據交流的時候時鐘線要么是保持高電平要么是保持低電平。03SPI時序及模式分析1協議通信時序詳解W25Q80DV控制指令2W25Q80DV控制指令03W25Q80DV的指令集包含34個基本指令（完全通過SPI總線控制）。指令由片選信號的下降沿開始，數據的第一個字節是指令碼，DI輸入管腳在時鐘上升沿時采集數據，MSB在前。指令長度從單個字節到多個字節變化，指令碼后面可能帶有addressbytes、databytes、dummybytes（不關心），在一些情況下，會組合起來。所有的讀指令能在任意時鐘位之后完成，但是所有的寫、編程、擦除指令必須在一個字節界限之后才能完成，否則指令將會被忽略。W25Q80DV控制指令03W25Q80DV支持標準

SPI指令W25Q80DV允許通過SPI兼容總線進行操作，包括四個信號：串行時鐘（CLK）、片選（/CS）、串行數據輸入（DI）和串行數據輸出（DO）。標準SPI指令使用DI輸入管腳將指令、地址和數據連續地寫到設備（在CLK上升沿），DO輸出管腳用于從設備端讀數據或狀態（在CLK下降沿）。支持SPI總線操作模式0(0,0)和模式3(1,1)。W25Q80DV控制指令指令名稱指令碼描述WriteEnable0x06寫使能WriteDisable0x04寫失能ReadStatusRegister0x05讀狀態寄存器WriteStatusRegister0x01寫狀態寄存器，后面接1個ByteReadData0x03讀數據字節（低速）FastRead0x0B讀數據字節（高速）PageProgram0x02頁編程（最多256個字節）SectorErase(4KB)0x20擦除4KB扇區BlockErase(32KB)0x52擦除32KB扇區BlockErase(64KB)0xD8擦除64KB扇區ChipErase0xC7擦除整片FlashJEDECID0x9F讀JEDECIDW25xFlash存儲器指令表03思考一下，你們認為應該有哪些控制指令？職業能力目標01任務描述與要求02知識鏈接03任務準備04任務實施05任務小結06任務拓展07任務一用SPI讀取flash存儲信息任務準備序號設備/資源名稱數量是否準備到位（√）1STM32F103VET6模塊1

2功能擴展模塊1

3杜邦線6

4配書資源104思考一下，你認為任務應該用到哪些設備？職業能力目標01任務描述與要求02知識鏈接03任務準備04任務實施05任務小結06任務拓展07任務一用SPI讀取flash存儲信息燒寫程序205任務實施添加代碼1添加代碼1進行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STM32CubeMX，選擇NewProject進入芯片選擇界05STM32CubeMX配置SPI（2）在搜索欄輸入stm32f103ve，右側會出現STM32F103VE的芯片，選擇LQFP封裝的，雙擊進入芯片配置界面。05STM32CubeMX配置SPIHighSpeedClock（HSE）和LowSpeedClock（LSE）都選擇Crystal/CeramicResonator。05（3）點擊SystemCore->RCC，STM32CubeMX配置SPI（4）點擊SYS，Debug選擇SerialWire05STM32CubeMX配置SPIBaudRate選擇115200Bit/s，DataDirection選擇ReceiveandTransmit，然后點擊NVICSettings，勾選USART1globalinterrupt，使能串口中斷。05（5）點擊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，其他參數都默認即可（SPI2配置一致）05（6）點擊Connectivity->SPI1STM32CubeMX配置SPI（7）左鍵點擊PB12，選擇GPIO_OutPut將引腳設置為輸出模式，并設置為默認高電平05STM32CubeMX配置SPI（8）點擊ClockConfiguration進行如下圖的時鐘配置05STM32CubeMX配置SPI（9）點擊ProjectManager，點擊Project設置文件名和保存的位置，Toolchain/IDE選擇MDK_ARM。05STM32CubeMX配置SPI（10）點擊CodeGenerator，如下圖進行勾選設置。05（11）最后點擊右上角的GENERATECODE生成初始化代碼。添加代碼1進行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單擊編譯按鈕開始編譯，若0個錯誤表示編譯通過。檢查是否可用添加代碼1進行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添加進去并進行編譯在W25Qx.h內添加如下代碼05完善代碼在W25Qx.c內添加如下代碼05完善代碼在W25Qx.c內添加如下代碼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，確保編譯準確無錯誤。05燒寫程序205任務實施添加代碼1燒寫程序1硬件環境搭建固件下載23結果驗證硬件環境搭建

把M3核心模塊和功能擴展模塊正確放置到NEWLab實訓平臺序號M3核