中级
30 分钟

使用CY15B102Q和ATmega328P实现闪电般快速的数据存储

您数据的超级英雄

FRAM 6 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

FRAM 6 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

发挥FRAM存储器的先进功能,解锁您工程解决方案的真正潜力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

FRAM 6 Click基于Infineon的CY15B102Q,这是一款2Mbit铁电随机存取存储器(F-RAM),逻辑上组织为262,144×8位,并使用行业标准的串行外围接口从Infineon,现在是Infineon的一部分进行访问。F-RAM的功能操作类似于串行闪存和串行EEPROM,其中CY15B102Q与串行闪存或EEPROM的显着区别在于F-RAM具有更高的写入性能、高耐久性和低功耗。这就是为什么这款Click board™非常适用于需要频繁或快速写入的非易失性存储器应用,例如数据收集到要求严格的工业控制,其中串行闪存或EEPROM的长写入时间可能会导致数据

丢失。CY15B102Q通过标准SPI接口与MCU通信,可以实现高达25MHz的非常高速时钟速度,支持两种最常见的SPI模式,SPI模式0和3。与串行闪存和EEPROM不同,CY15B102Q在总线速度下执行写操作,不会产生写延迟。CY15B102Q支持10万亿次读/写循环,或比EEPROM多1000万次写入循环。数据在每个字节成功传输到设备后立即写入内存数组。下一个总线周期可以开始而无需进行数据轮询。此外,该Click board™的一个额外功能是可配置的写保护功能,标记为WP并连接到mikroBUS™插座的RST引脚。WP引脚保护整个存储器和所有寄存器免受写入操

作,并且必须设置为高逻辑状态以抑制所有写入操作。当此引脚为高电平时,禁止所有存储器和寄存器写入,并且地址计数器不递增。此外,FRAM 6 Click还具有一个额外的HOLD引脚,通过PWM引脚连接到mikroBUS™插座并标记为HLD,可中断串行操作而不中止它。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须对电路板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,可用作进一步开发的参考。

FRAM 6 Click top side image
FRAM 6 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

28

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

NC
NC
AN
Write Protection
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
Data Transfer Pause
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

FRAM 6 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 FRAM 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • fram6_memory_write - 此函数从所选的内存地址开始写入所需数量的数据字节。

  • fram6_memory_read - 此函数从所选的内存地址开始读取所需数量的数据字节。

  • fram6_set_block_protection - 此函数设置状态寄存器的块保护位。

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 FRAM6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of FRAM 6 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Writes a desired number of bytes to the memory and then verifies that it's 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 "fram6.h"

#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MikroE - FRAM 6 click board"
#define STARTING_ADDRESS            0x01234        

static fram6_t fram6;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;      /**< Logger config object. */
    fram6_cfg_t fram6_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.

    fram6_cfg_setup( &fram6_cfg );
    FRAM6_MAP_MIKROBUS( fram6_cfg, MIKROBUS_1 );
    
    if ( SPI_MASTER_ERROR == fram6_init( &fram6, &fram6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( FRAM6_ERROR == fram6_default_cfg ( &fram6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default Config Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t data_buf[ 128 ] = { 0 };
    if ( FRAM6_OK == fram6_memory_write ( &fram6, STARTING_ADDRESS, 
                                          DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data written to address 0x%.5lx: \t%s\r\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                             ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    }
    if ( FRAM6_OK == fram6_memory_read ( &fram6, STARTING_ADDRESS, 
                                         data_buf, strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data read from address 0x%.5lx: \t%s\r\n\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                                         data_buf );
        Delay_ms ( 3000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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