嵌入式物联网之SPI接口原理与配置

嵌入式物联网之SPI接口原理与配置,第1张

本实验采用W25Q64芯片

W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI

FLASH产品,其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块,每个块大小为64K字节,每个块又分为16个扇区,每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除4K个字节。所以,这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区,这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的 *** 作。

W25Q64的擦写周期多达10W次,可将数据保存达20年之久,支持27~36V的电压,支持标准的SPI,还支持双输出/四输出的SPI,最大SPI时钟可达80Mhz。

一。SPI接口原理

(一)概述
高速,全双工,同步的通信总线。

全双工:可以同时发送和接收,需要2条引脚

同步: 需要时钟引脚

片选引脚:方便一个SPI接口上可以挂多个设备。

总共四根引脚。

(二)SPI内部结构简明图
MISO: 做主机的时候输入,做从机的时候输出

MOSI:做主机的时候输出,做从机的时候输入

主机和从机都有一个移位寄存器,在同一个时钟的控制下主机的最高位移到从机的最高位,同时从机的最高位往前移一位,移到主机的最低位。在一个时钟的控制下主机和从机进行了一个位的交换,那么在8个时钟的控制下就交换了8位,最后的结果就是两个移位寄存器的数据完全交换。

在8个时钟的控制下,主机和从机的两个字节进行了交换,也就是说主机给从机发送一个字节8个位的同时,从机也给主机传回来了8个位,也就是一个字节。

(三)SPI接口框图
上面左边部分就是在时钟控制下怎么传输数据,右边是控制单元,还包括左下的波特率发生器。

(四)SPI工作原理总结
(五)SPI的特征
(六)从选择(NSS)脚管理
两个SPI通信首先有2个数据线,一个时钟线,还有一个片选线,只有把片选拉低,SPI芯片才工作,片选引脚可以是SPI规定的片选引脚,还可以通过软件的方式选择任意一个IO口作为片选引脚,这样做的好处是:比如一个SPI接口上挂多个设备,比如挂了4个设备,第二个用PA2,第三个用PA3,第四个用PA4作为片选,我们

跟第二个设备进行通信的时候,只需要把第二个片选选中,比如拉低,其他设备的片选都拉高,这样就实现了一个SPI接口可以连接个SPI设备,战舰开发板上就是通过这种方法来实现的。

(七)时钟信号的相位和极性
时钟信号的相位和极性是通过CR寄存器的 CPOL 和 CPHA两个位确定的。

CPOL:时钟极性,设置在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。CPOL置0,SCK引脚在空闲时为低电平,CPOL置1,SCK引脚在空闲时保持高电平。

CPHA:时钟相位 设置时钟信号在第几个边沿数据被采集

CPHA=1时:在时钟信号的第二个边沿
CPOL=1,CPHA=1,

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即上升沿的时候被采集。

CPOL= 0,CPHA=1, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即下降沿的时候被采集。

CPHA=0时:在时钟信号的第一个边沿
CPOL=1,CPHA=0,

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即下降沿的时候被采集。

CPOL= 0,CPHA=0, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即上升沿的时候被采集。

为什么要配置这两个参数

因为SPI外设的从机的时钟相位和极性都是有严格要求的。所以我们要根据选择的外设的时钟相位和极性来配置主机的相位和极性。必须要与从机匹配。

(八)数据帧的格式和状态标志
数据帧格式:根据CR1寄存器的LSBFIRST位的设置,数据可以MSB在前也可以LSB在前。

根据CR1寄存器的DEF位,每个数据帧可以是8位或16位。

(九)SPI中断
(十)SPI引脚配置 (3个SPI)
引脚的工作模式设置
引脚必须要按照这个表格配置。

二。SPI寄存器库函数配置

(一)常用寄存器
(二)SPI相关库函数
STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。默认是SPI模式,可以通过软件切换到I2S方式。

常用的函数:

1 void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化

2 void SPI_Cmd(SPI_TypeDef SPIx, FunctionalState NewState); //SPI使能

3 void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT,

FunctionalState NewState); //开启中断

4 void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq,

FunctionalState NewState);//通 过DMA传输数据

5 void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t Data); //发送数据

6 uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef SPIx); //接收数据

7 void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

//设置数据是8位还是16位

8 其他几个状态函数

void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化
结构体成员变量比较多,这里我们挑取几个重要的成员变量讲解一下:

第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式,可以选择为半双工,全双工,以及串行发和串行收方式,这里我们选择全双工模式

SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。

第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式,这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master,当然有需要你也可以选择为从机模式

SPI_Mode_Slave。

第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项,这里我们是 8 位传输,选择SPI_DataSize_8b。

第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性,我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。

第五个参数 SPI_CPHA

用来设置时钟相位,也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿(上升或下降)数据被采样,可以为第一个或者第二个条边沿采集,这里我们选择第二个跳变沿,所以选择

SPI_CPHA_2Edge

第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件(NSS 管脚)还是软件控制,这里我们通过软件控

制 NSS 关键,而不是硬件自动控制,所以选择 SPI_NSS_Soft。

第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键,就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时

钟的参数 , 从不分频道 256 分频 8 个可选值,初始化的时候我们选择 256 分频值

SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 36M/256=140625KHz。

第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前, ,这里我们选择

SPI_FirstBit_MSB 高位在前。

第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式,提高通信可靠性,大于 1 即可。

设置好上面 9 个参数,我们就可以初始化 SPI 外设了。

初始化的范例格式为:

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

SPI_InitStructureSPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

//双线双向全双工

SPI_InitStructureSPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI

SPI_InitStructureSPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构

SPI_InitStructureSPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平

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SPI_InitStructureSPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样

SPI_InitStructureSPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制

SPI_InitStructureSPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频

256

SPI_InitStructureSPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始

SPI_InitStructureSPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器

(三)程序配置步骤
三。W25Qxx配置讲解

(一)电路图
片选用的PB12

W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品,W25Q64 的容量为 64Mb,该系列还有 W25Q80/16/32

等。ALIENTEK 所选择的 W25Q64 容量为 64Mb,也就是 8M 字节。(1M=1024K)

W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块(Block),每个块大小为 64K 字节,每个块又分为 16个扇区(Sector),每个扇区 4K

个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区,这样对 SRAM

要求比较高,要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的 *** 作。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次,具有 20 年的数据保存期限,支持电压为 27~36V,W25Q64 支持标准的

SPI,还支持双输出/四输出的 SPI,最大 SPI 时钟可以到 80Mhz(双输出时相当于 160Mhz,四输出时相当于 320M),更多的 W25Q64

的介绍,请参考 W25Q64 的DATASHEET。

在往一个地址写数据之前,要先把这个扇区的数据全部读出来保存在缓存里,然后再把这个扇区擦除,然后在缓存中修改要写的数据,然后再把整个缓存中的数据再重新写入刚才擦除的扇区中。

便于学习和参考再给大家分享些spi 的资料

stm32之SPI通信

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车联网的概念来源于物联网,即车辆物联网,其核心和基础仍然是互联网。它的工作原理是利用安装在车辆上的各类车载终端设备(如:GPS、摄像头、ECU、传感器、行驶记录仪等)采集车辆视频画面、运行参数、周边环境以及预测参数等信息,并借助无线通信信息技术,将这些信息传输至服务器进行处理与分析,最终提供给用户的应用服务。  

比如,工程车上安装的北斗行驶记录仪,车辆启动后北斗记录仪开始工作,详细记录车辆行驶轨迹,并通过无线网络传输给所在单位或监管部门,方便管理人员了解车辆是否存在行驶异常问题。

随着大数据越来越火,企业们都开始纷纷使用大数据来解决问题。在大数据的解决方案中,有一个十分典型的案例,那就是物联网。其实物联网现在早就不是什么新兴的概念了,物联网现在有很多的成品已经进入了我们的生活中。在这篇文章中我们就重点为大家介绍一下关于物联网架构的相关知识。
1物联网的架构
物联网是有设备、现场网关、云网关、应用程序后端组成,物联网涉及到了云计算、大数据、嵌入式、单片机等内容,而云网关使用可靠、低延迟的消息传递系统在云边界引入设备事件。设备可能会直接将事件发送到云网关,或通过现场网关发送。现场网关是一种专用设备或软件,通常与接收事件并将事件转接到云网关的设备位于同一位置。现场网关也可预处理原始设备事件,执行过滤、聚合或协议转换等功能。当这个消息引入后,事件将通过一个或多个流处理器,此处理器可将数据路由到存储等位置,也可执行分析和其他处理。这样就是物联网架构工作原理。
2物联网常见处理类型
物联网的常见的处理类型具体就是将事件数据写入冷存储,用于存档或批处理分析。然后就是热路径分析,实时或者近乎实时分析事件流,以检测异常,识别滚动时间范围内的模式,或者在流中出现特殊情况时触发警报。而在处理设备的过程中处理设备中特殊类型的非遥测消息,比如通知和警报。这里还涉及到到了机器学习。通过控制物联网系统的组件去进行设备的运转。
3物联网中有什么是需要注意的?
上面所提到的组件与事件流式传输没有直接关系,而设备注册表是预配设备的数据库,包括设备ID和常见的设备元数据,如位置信息。而预配 API 是一种常见的外部接口,用于预配和注册新设备。某些物联网的解决方案可使命令和控制消息发送到设备。这样就是物联网的常见处理类型。
在这篇文章中我们给大家介绍了大数据中物联网的架构和常见的处理类型的内容。物联网是现在科技发展的一个方向,有很多的生活用品都实现了万物相联,可见物联网的使用广度还是非常厉害的,有意向往这方面发展的朋友,一定要好好努力哟,相信将来一定学有所成,得到自己想要的人生。

推动原理。根据查询相关公开信息,推动膜片自由的摆动,膜片组件的运动通过摇杆带动连杆机构(双曲柄摇杆机构),并使阀盖做旋转运动从而控制各计量室依次充气和排气,使燃气表连续循环运动,同时连杆机构的偏心转动齿轮通过齿轮的传动驱动机械式单向计数器计数,最终通过计数器显示燃气表的排气量。

物联网是什么东西

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。[

1]顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;

其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。 物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机—Neorked Coke Machine。 物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、 工作、公共安全、平安家居、智能消防等多个领域。

简单说就是商品的信息更容易被消费者熟悉的一种电子商务!物联网的高级阶段就是商品的物理特性(如质感,硬度等)都能被感知!希望能帮到你

物联网(Inter of Things,简称IoT)是近几年新兴的概念。它有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
详细参考::iotofweek/2015-12/ART-132216-8120-29047695

物联网的RFID是什么东西?

RFID(射频识别)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种环境之下。RFID技术可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。
RFID有以下三大特点:第一,可以标识每个物体,而不像条形码是用来识别一类物体;第二,可以非接触远距离地同时对多个物体进行识读,而条形码只能在非常近的距离一个一个地识读;第三,储存的信息量非常大。
RFID系统一般由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)3部分组成
其工作原理为:当标签(一般为无源标签或被动标签,Passive Tag)进入磁场后,接收读写器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息;或者标签(有源标签或主动标签,Active
Tag)主动发送某一频率的信号,读写器读取信息并解码后,送至后台管理信息系统进行数据处理。

物联网是什么东西,大数据又是啥?

童鞋你好!
学校好不好就不太清楚,侧面了解了解,但专业很不错。
物联网是以计算机科学为基础,包括网络、电子、射频、感应、无线、人工智能、条码、云计算、自动化、嵌入式等技术为一体的综合性技术及应用,它要让孤立的物品(冰箱、汽车、设备、家具、货品等等)接入网络世界,让它们之间能相互交流、让我们可以通过软件系统 *** 纵himer、让himer鲜活起来。
科技创新改变生活,物联网以及延伸的人工智能必将为未来带来自便利的美好生活。
人类总是在追求自便利的美好生活,物联网很有前瞻性。
下一波的IT浪潮就是云计算、物联网、人工智能、生物技术。
ITJOB告诉你,好好把握学习这个专业的机会,目前物联网处于发展初期,等你毕业刚好是大展拳脚的好时机!

电信物联网卡是什么东西?

电信物联网业务是面向物联网用户提供的采用物联网专用的物联网卡号段作为MSISDN的移动通信接入业务,通过专用网元设备支持短信和GPRS等基础通信服务,并提供通信状态管理和通信鉴权等智能通道服务,默认开通物联网专用的短信接入服务号和物联网专用APN。物联网卡办理可以找中互联流量,不止电信物联网卡,还有移动和联通物联网卡。

物联网是什么东东?

简单讲就是物和物的联网,在每个物品中增加智能芯片以及传感器,可以将信息直接采集或者执行你需要的 *** 作,比如先进点的空调里面就集成了温度传感器以及控制芯片,将这两个连接到网络中你就能通过手机遥控家里的空调再回到家之前调整到26度。

说真的,氦氪科技出现,让物联网变得简单容易些。其呈现出来的智能物联网模式,才是最大的亮点了。

物联网=互联网+各类传感器(RFID,条码,温湿度传感器,位移,电压,震动等等传感器)。
物联网是互联网技术的延伸,是互联网之后又一更宏大的技术革命 在各个领域各个行业都会有大量的应用。
看到对您有帮助请点赞,您的鼓励是我用心帮助大家的动力!

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Inter of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网移动终端一般是指集成了各类数据采集的手持终端,像MT5000就可以集成低频 高频 超高频 有源 一维 二维条码 可以有GPS 3G等物联网功能并带安卓的 *** 作系统 把采集到的数据进行处理或发送到后台数据库处理

4G模块,也被叫作4G通信模块或4G DTU模块,他是物联网行业具有4G通信功能的一种产品,通过4G模块,我们可以实现工业设备数据通过无线4G网络传输到远端控制中心,并从控制中心通过4G模块远程对工业设备进行数据通信。从而实现工业设备通过无线4G网络的集中管理集中监控。通过4G模块可大大的减少运营人工成本。

4G模块的工作原理

近年来物联网行业飞速发展,通过各种物联网模块来代替人力,应用到了各行各业。那么4G模块的工作原理是怎样的呢,我们就来分析4G模块塔石怎么工作的。4G模块是基于4G网络来进行通信的,4G模块是指支持TD-LTE和FDD-LTE等LTE网络制式的统称。具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活等特点。4G模块在硬件上将射频、基带集成在一块PCB小板上,完成无线接收、发射、基带信号处理功能。软件上通过4GLTE网络传输,对下位机modbus数据进行传输到服务器端,支持心跳包,注册包功能。并可支持软件支持语音拨号、短信收发、拨号联网等功能。

WiFi模块又名串口Wi-Fi模块,属于物联网传输层,功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE80211bgn协议栈以及TCP/IP协议栈。传统的硬件设备嵌入Wi-Fi模块可以直接利用Wi-Fi联入互联网,是实现无线智能家居、M2M等物联网应用的重要组成部分。

串口WiFi模块的工作原理

串口WiFi模块的工作原理大致如下: 网络发送–TCP数据 => 模块 =>串口数据–单片机接收,反向也是一样的,模块作为一个数据传输的通道。

三、串口WiFi模块在智能插座上的应用

串口wifi模块数据传输速率比较低,一般在几K/S,所以这种传输速率不适合传输和视频等大文件,倒是非常适合传输小数据量的数据,比如开关通断信号、控制信号等。比如将串口WiFi模块应用在传统插座上,再结合手机app就能做成智能WiFi插座。见下图。

智能WiFi插座支持远程WiFi *** 控以及定时开关等功能,可实现在异地对家里各种家用电器的控制,比如控制空调、电饭煲、热水器等的开启和关闭, *** 作方便省心。同时,还可以在此基础上开发更多的功能,比如定时延时,usb充电,网络远控,电量统计,节能省电……


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