中级
30 分钟

使用AS3001204和ATmega328在磁域中存储数据

激活您的记忆

MRAM 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

MRAM 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

快速且非易失性的磁阻随机存取存储器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MRAM 3 Click 基于 Avalanche Technology 的 AS3001204,这是一款具有 SPI 接口和写保护功能的 1Mb MRAM 存储器。AS3001204 组织为 128K 个 8 位字,具有 1,000,000 年的数据保留时间,结合了前所未有的数据存储和卓越的能效。它具有高度的可靠性,能够承受 10^14 次完整内存读/写/擦除周期,使此 Click board™ 适用于高可靠性应用,作为非易失性存储介质或临时 RAM 扩展,用于存储任何嵌入式应用中的数据。AS3001204 是一种精确的随机存取存储器,允许随机读写操

作。它提供低延迟、低功耗和可扩展的非易失性存储技术。MRAM 技术类似于具有 SRAM 兼容读/写时序的 Flash 技术(持久性 SRAM,P-SRAM),数据始终是非易失性的。MRAM 3 Click 使用支持 Dual/Quad SPI 和两种最常见模式(SPI 模式 0 和 3)的 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大 SPI 频率为 108MHz。除了 SPI 兼容总线接口外,AS3001204 还具有执行位置 (XIP) 功能,允许在不必单独加载每条指令的读或写命令的情况下完成一系列读写指令,以及硬件/软件数据

保护机制。硬件写保护功能,标记并连接到 mikroBUS™ 插座的 WP 引脚,允许用户冻结整个内存区域,从而保护其免受写入指令的影响。mikroBUS™ 插座的 IO3 引脚是双向 I/O,在 Dual 和 Quad SPI 模式下传输数据。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。因此,在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

MRAM 3 Click top side image
MRAM 3 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

Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
QSPI IO3
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT / QSPI IO1
PB4
MISO
SPI Data IN / QSPI IO0
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Write Protect / QSPI IO2
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!”

原理图

MRAM 3 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
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 MRAM 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mram3_memory_write - 此函数从选定的内存地址开始写入所需数量的数据字节。

  • mram3_memory_read - 此函数从选定的内存地址开始读取所需数量的数据字节。

  • mram3_aug_memory_write - 此函数从选定的增强内存地址开始写入所需数量的数据字节。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief MRAM3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of MRAM 3 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
 * Writes a desired number of bytes to the memory and then verifies if 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 "mram3.h"

static mram3_t mram3;
static log_t logger;

#define DEMO_TEXT_MESSAGE_1         "MikroE"
#define DEMO_TEXT_MESSAGE_2         "MRAM 3 click"
#define STARTING_ADDRESS            0x01234

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    mram3_cfg_t mram3_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.
    mram3_cfg_setup( &mram3_cfg );
    MRAM3_MAP_MIKROBUS( mram3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == mram3_init( &mram3, &mram3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( MRAM3_ERROR == mram3_default_cfg ( &mram3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t data_buf[ 128 ] = { 0 };
    memcpy ( data_buf, DEMO_TEXT_MESSAGE_1, strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE_1 ) );
    if ( MRAM3_OK == mram3_memory_write ( &mram3, STARTING_ADDRESS, 
                                          data_buf, sizeof ( data_buf ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data written to address 0x%.5LX: %s\r\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                                      data_buf );
    }
    memset ( data_buf, 0, sizeof ( data_buf ) );
    if ( MRAM3_OK == mram3_memory_read ( &mram3, STARTING_ADDRESS, 
                                         data_buf, sizeof ( data_buf ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data read from address  0x%.5LX: %s\r\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                                      data_buf );
        Delay_ms ( 3000 );
    }
    memcpy ( data_buf, DEMO_TEXT_MESSAGE_2, strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE_2 ) );
    if ( MRAM3_OK == mram3_memory_write ( &mram3, STARTING_ADDRESS, 
                                          data_buf, sizeof ( data_buf ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data written to address 0x%.5LX: %s\r\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                                      data_buf );
    }
    memset ( data_buf, 0, sizeof ( data_buf ) );
    if ( MRAM3_OK == mram3_memory_read ( &mram3, STARTING_ADDRESS, 
                                         data_buf, sizeof ( data_buf ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, "Data read from address  0x%.5LX: %s\r\n\n", ( uint32_t ) STARTING_ADDRESS, 
                                                                                        data_buf );
        Delay_ms ( 3000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

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