初学者
10 分钟

使用 CZ-0-PIN 和 PIC18F25K50 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 EasyPIC v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

iButton Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F25K50

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

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。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。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块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外,该板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,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

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
RA3
AN
Status 2 Indicator
RA0
RST
Status 1 Indicator
RA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1-Wire Data IN/OUT
RC1
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

iButton? Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 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
Necto image step 8 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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