初学者
10 分钟

使用 CZ-0-PIN 和 ATmega324P 在您的项目中实现 iButton™ 技术。

简单触摸实现安全可靠的数据传输。

iButton Click with EasyAVR v7

已发布 6月 25, 2024

点击板

iButton Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega324P

创建需要安全物理触点用于数据传输或用户身份识别的系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

iButton Click 基于 Demiurge 的 CZ-0-PIN,这是一款高质量的 iButton 探针。金属探针确保抗污垢、灰尘、湿气、震动和其他环境危害,同时确保与 iButton 设备良好对准。制造商保证与 Analog iButton 设备兼容,但该探针可以读取任何与 Maxim iButton 兼容的设备。iButton 设备可以通过数据线利用所谓的寄生电源供电。此 Click 板™ 配备有到 3.3V mikroBUS™ 导轨的上拉电阻,为 iButton 提供电源。iButton 的寄生电源包含一个内部电容

器,一旦数据线充电完毕,该电容器提供足够的电流以确保正常运行。为了使寄生电源正常工作,数据线的空闲状态为高电平,而 iButton 设备的数据线处于开漏配置,当断言时将数据线拉至低逻辑电平。单线通信线被路由到 SMD 跳线,允许将单线通信路由到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚或 AN 引脚。这些引脚分别标记为 GP0 和 GP1,与 SMD 跳线位置相同,使所需引脚的选择简单明了。标记为 ST1 的绿色 LED 路由到 mikroBUS™ 的 RST 引脚,而标

记为 ST2 的红色 LED 路由到 mikroBUS™ 的 CS 引脚。这两个引脚允许从软件进行视觉反馈;例如,如果停靠的 iButton 的序列号符合授权标准,绿色 LED 可以发出信号。这些 LED 可以用于任何信号化,并且不直接连接到 iButton 设备。此 Click 板™ 只能在 3.3V 逻辑电压电平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

iButton? Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

ATmega324P

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

DS1990A 是一种独特的序列号识别 iButton™。iButton 技术基于单线通信协议,芯片封装在坚固的不锈钢外壳中。这个按钮形状的设备有两个接触点——盖子和底座。这些接触点将必要的连接传输到嵌入金属按钮内的敏感硅芯片。当 iButton 接触读卡器探针时,通过单线接口与主 MCU 建立通信。通信几乎是瞬间完成的,因此轻轻按下 iButton 使其接触探针即可完成通信。

iButton Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

1-Wire Data IN/OUT
PA7
AN
Status 2 Indicator
PA6
RST
Status 1 Indicator
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1-Wire Data IN/OUT
PD4
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

iButton? Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含用于 iButton Click 驱动的 API。

关键功能:

  • ibutton_add_key - 该功能从 DS1990A 序列号 iButton 读取 ROM 地址,并将其存储在 ctx->key_rom 缓冲区中

  • ibutton_remove_keys - 该功能通过清除 ctx->key_rom 缓冲区来移除所有存储的钥匙

  • ibutton_check_key - 该功能从 DS1990A 序列号 iButton 读取 ROM 地址,并检查它是否已存储在 ctx->key_rom 缓冲区中

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief iButton Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the iButton click boards by registering a DS1990A Serial Number iButton
 * key and then waiting until a key is detected on the reader and identifying if the key matches one of
 * those stored in RAM.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and registers a new DS1990A Serial Number iButton key and stores it in RAM.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits until a key is detected on the reader, and checks if there's a key found in the library that matches
 * the one it has just read. All data is being logged on the USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ibutton.h"

#define NUMBER_OF_KEYS  1   // Number of keys to register.

static ibutton_t ibutton;
static log_t logger;

/**
 * @brief iButton led indication function.
 * @details This function indicates the selected state over LEDs indication.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #ibutton_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] state : @li @c 0 - Disable LEDs.
 *                    @li @c 1 - Wait for a key.
 *                    @li @c 2 - Operation successfull.
 *                    @li @c 3 - Wrong key found.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void ibutton_led_indication ( ibutton_t *ctx, ibutton_led_state_t state );

/**
 * @brief iButton register keys function.
 * @details This function registers a desired number of keys.
 * Each step will be logged on the USB UART where you can track the function flow.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #ibutton_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] num_keys : Number of keys to register.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void ibutton_register_keys ( ibutton_t *ctx, uint8_t num_keys );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ibutton_cfg_t ibutton_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    ibutton_cfg_setup( &ibutton_cfg );
    IBUTTON_MAP_MIKROBUS( ibutton_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ONE_WIRE_ERROR == ibutton_init( &ibutton, &ibutton_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    ibutton_register_keys ( &ibutton, NUMBER_OF_KEYS );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    err_t error_flag = IBUTTON_OK;
    ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
    log_printf( &logger, " >>> Waiting for a key <<<\r\n" );
    do
    {
        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_WAIT_KEY );
        error_flag = ibutton_check_key ( &ibutton );
    }
    while ( IBUTTON_ERROR == error_flag );

    ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
    if ( IBUTTON_OK == error_flag )
    {
        log_printf( &logger, " MATCH, access allowed!\r\n" );
        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_SUCCESS );
    }
    else if ( IBUTTON_KEY_NO_MATCH == error_flag )
    {
        log_printf( &logger, " NO MATCH, access denied!\r\n" );
        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_WRONG_KEY );
    }
    ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 500 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void ibutton_led_indication ( ibutton_t *ctx, ibutton_led_state_t state )
{
    switch ( state )
    {
        case IBUTTON_LED_DISABLE:
        {
            ibutton_disable_green_led ( ctx );
            ibutton_disable_red_led ( ctx );
            break;
        }
        case IBUTTON_LED_WAIT_KEY:
        {
            ibutton_enable_green_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_green_led ( &ibutton );
            ibutton_enable_red_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_red_led ( &ibutton );
            break;
        }
        case IBUTTON_LED_SUCCESS:
        {
            ibutton_enable_green_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_green_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_enable_green_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_green_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            break;
        }
        case IBUTTON_LED_WRONG_KEY:
        {
            ibutton_enable_red_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_red_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_enable_red_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            ibutton_disable_red_led ( &ibutton );
            Delay_ms ( 250 );
            break;
        }
        default:
        {
            break;
        }
    }
}

static void ibutton_register_keys ( ibutton_t *ctx, uint8_t num_keys )
{
    err_t error_flag = IBUTTON_OK;
    uint8_t key_cnt = 1;
    while ( key_cnt <= num_keys )
    {
        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
        log_printf( &logger, " >>> Registering key %u of %u <<<\r\n", ( uint16_t ) key_cnt, ( uint16_t ) num_keys );
        log_printf( &logger, " Insert a DS1990A Serial Number iButton to click board reader plate\r\n" );
        do
        {
            ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_WAIT_KEY );
            error_flag = ibutton_add_key ( &ibutton );
        }
        while ( IBUTTON_ERROR == error_flag );

        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
        if ( IBUTTON_KEY_ALREADY_EXIST == error_flag )
        {
            log_printf( &logger, " This key is already registered!\r\n" );
            log_printf( &logger, " Use another key or decrease the number of keys\r\n" );
            ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_WRONG_KEY );
        }
        else if ( IBUTTON_OK == error_flag )
        {
            log_printf( &logger, " The key is registered successfully!\r\n" );
            ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_SUCCESS );
            key_cnt++;
        }
        ibutton_led_indication ( &ibutton, IBUTTON_LED_DISABLE );
        log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n\n" );
        Delay_ms ( 500 );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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资源

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