中级
30 分钟

使用W25Q02JV和ATmega328创建可靠且安全的数据存储和传输

需要内存吗?使用闪存,您就拥有了!

Flash 9 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

Flash 9 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

通过这个SPI串行闪存解决方案,发现全新的内存性能和安全性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Flash 9 Click基于W25Q02JV,这是一种高度可靠的串行闪存解决方案,提供了比普通串行闪存设备更高的灵活性和性能,来自华邦电子。W25Q02JV代表了四个512Mb堆叠晶片,其中只有一个在任何给定时间可以与外部SPI控制器通信。它支持全2Gb内存地址范围的线性寻址(只能连续读取到四个独立的512Mb地址内存段)。W25Q02JV数组被组织为1,048,576个可编程页,每页256字节,每次最多可编程256字节。W25Q02JV的页面可以以16个组(4KB扇区擦除)、128个组(32KB块擦除)、256个组(64KB块擦除)或整个芯片(芯片擦除)进行擦除。此IC分别具有32,768

个可擦除的4KB扇区和2,048个可擦除的64KB块。小的4KB扇区允许在需要数据和参数存储的应用中具有更大的灵活性。此外,它指定了至少100,000次的耐久周期和至少20年的数据保持,这使得W25Q02JV能够处理无限次的读写操作。Flash 9 Click通过标准SPI接口与MCU通信,该接口支持高时钟速度,支持两种最常见的SPI模式,SPI模式0和3。除了内部软件复位序列外,该板还有一个有效低复位信号,路由到mikroBUS™插座的RST引脚,用于将W25Q02JV重置为初始上电状态。当该信号被拉低时,任何正在进行的程序/擦除操作将被中断,并且可能发生数据损坏(设备将不接受

任何命令输入)。此Click板™的另一个特点是可配置的写保护功能,标记为WP并路由到mikroBUS™插座的AN引脚。WP引脚保护整个内存和所有寄存器免受写操作影响,必须设置为低逻辑状态以禁止所有写操作。此外,Flash 9 Click还具有一个额外的保持引脚,标记为HLD,并路由到mikroBUS™插座的PWM引脚,允许设备在仍然被主动选择时暂停工作。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下操作。在使用不同逻辑水平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压水平转换。但是,Click板™配备了包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Flash 9 Click top side image
Flash 9 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Write Protect
PC0
AN
Reset
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
SPI Suspension
PD6
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

Flash 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

该库包含 Flash 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • flash9_erase_memory - 此功能擦除包含选定地址的选定数量的内存。

  • flash9_memory_write - 此功能从选定地址开始,将所需数量的数据字节写入内存。

  • flash9_memory_read_fast - 此功能从选定地址开始执行快速读取命令,读取所需数量的内存数据字节。

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 Flash9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Flash 9 click board by writing specified data to
 * the memory and reading it back.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Erases the memory sector and then writes a desired number of data bytes to the memory 
 * and verifies that it is written correctly by reading from the same memory location and 
 * displaying the memory content on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "flash9.h"

#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MikroE - Flash 9 click board"
#define STARTING_ADDRESS            0x01234567ul

static flash9_t flash9;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    flash9_cfg_t flash9_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.
    flash9_cfg_setup( &flash9_cfg );
    FLASH9_MAP_MIKROBUS( flash9_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == flash9_init( &flash9, &flash9_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( FLASH9_ERROR == flash9_default_cfg ( &flash9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t data_buf[ 128 ] = { 0 };
    if ( FLASH9_OK == flash9_erase_memory ( &flash9, FLASH9_CMD_SECTOR_ERASE_WITH_4BYTE_ADDRESS, 
                                            STARTING_ADDRESS ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Sector from address 0x%.8LX has been erased!\r\n", STARTING_ADDRESS );
    }
    Delay_ms ( 500 );
    
    if ( FLASH9_OK == flash9_memory_write ( &flash9, STARTING_ADDRESS, DEMO_TEXT_MESSAGE, 
                                            strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data written to address 0x%.8LX: \"%s\"\r\n", STARTING_ADDRESS, 
                                                                  ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    }
    Delay_ms ( 500 );

    if ( FLASH9_OK == flash9_memory_read_fast ( &flash9, STARTING_ADDRESS, data_buf, 
                                                strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data read from address 0x%.8LX: \"%s\"\r\n\n", STARTING_ADDRESS, 
                                                                              data_buf );
    }
    Delay_ms ( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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