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使用M24LR64E-R和ATmega328P增强您的设计,采用NFC标签技术

快速交换数字化信息

NFC Tag 5 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

NFC Tag 5 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

使用短距离 RF 通信传输数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC Tag 5 Click 基于 STMicroelectronics 公司的 M24LR64E-R,这是一款带有密码保护、能量收集和 RF 状态功能的 64-Kbit 动态 NFC/RFID 标签。这个高度集成的近场通信标签模块配备了双接口可擦除可编程存储器(EEPROM),在 I2C 模式下的组织结构为 8192×8 位,在 ISO 15693 和 ISO 18000-3 模式 1 RF 模式下为 2048×32 位,同时还有一个在 13.56MHz 运行的 RF 无接触接口。此 Click board™ 包含了在 PCB 上适当调谐的集成天线,以使用 ISO/IEC 15693 和 ISO 18000-3 模式一协议为设备供电和访问。电力通过 13.56MHz 

的射频耦合天线传输到 M24LR64E-R。如前所述,此 Click board™ 使用标准的 I2C 2 线接口与 MCU 进行通信,最大时钟频率为 400kHz,通过软件寄存器完全可调。它还在 mikroBUS™ 插座上标有 VH 的模拟引脚上提供了能量收集模式。当激活能量收集模式时,M24LR64E-R 可以将 RF 场的多余能量输出到 VH 引脚。如果 RF 场强度不足或者能量收集模式被禁用,VH 引脚会进入高阻态,并且能量收集模式会自动停止。此外,它还具有一个用户可配置的标记为 BSY 的引脚,路由到 mikroBUS™ 插座的 AN 模拟引脚,用于指示 M24LR64E-R 是

否正在执行 RF 通道中的内部写周期,或者 RF 命令是否正在进行中。当配置为 RF 写入进行中模式时,BSY 引脚在整个 RF 内部写入操作持续时间内保持低电平。当配置为 RF 忙模式时,此引脚在整个 RF 命令进度期间保持低电平。该 Click board™ 可以使用通过 VCC SEL 跳线选择的 3.3V 或 5V 逻辑电压电平运行。这样,既可以使 3.3V 又可以使 5V 的 MCU 正确使用通信线。然而,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

NFC Tag 5 Click top side image
NFC Tag 5 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

Energy Harvest
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
RF Status
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

NFC Tag 5 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

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 NFC Tag 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nfctag5_write_ndef_uri_record - 这个函数将特定的 NDEF URI 记录写入到指定的内存地址,使用 NTAG5LINK_NDEF_MESSAGE_START_ADDRESS 宏指定。

  • nfctag5_write_message_to_memory - 这个函数从 @b block_addr 开始,向用户内存中写入指定数量的数据字节。

  • nfctag5_read_message_from_memory - 这个函数从 @b block_addr 开始,从用户内存中读取指定数量的数据字节。

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 NFCTag5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of NFC Tag 5 click board by programming the
 * specified NDEF URI record to the memory, and showing the memory read/write feature.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and performs the click default configuration which 
 * formats its user memory. After that it programs the specified NDEF URI record to the memory.
 *
 * ## Application Task
 * 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 approximately every 5 seconds.
 *
 * @note
 * Trying to write/read in RF mode (for example, processing NDEF URI record with a smartphone) 
 * while writing to memory over I2C is in progress can interrupt and block the I2C communication. 
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfctag5.h"

/**
 * URL to store to memory as NDEF URI record
 */
#define URI_DATA                "www.mikroe.com/nfc-tag-5-click" 

/**
 * Starting block address to where the text message will be stored
 * Must be > ( NFCTAG5_NDEF_MESSAGE_START_ADDRESS + sizeof ( URI_DATA ) / NFCTAG5_MEMORY_BLOCK_SIZE + 3 )
 * to avoid overwriting NDEF URI record.
 */
#define TEXT_MESSAGE_ADDRESS    0x0100

/**
 * Text message content that will be stored to memory
 */
#define TEXT_MESSAGE            "MikroE - NFC Tag 5 click"

static nfctag5_t nfctag5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfctag5_cfg_t nfctag5_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.
    nfctag5_cfg_setup( &nfctag5_cfg );
    NFCTAG5_MAP_MIKROBUS( nfctag5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == nfctag5_init( &nfctag5, &nfctag5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFCTAG5_ERROR == nfctag5_default_cfg ( &nfctag5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_write_ndef_uri_record ( &nfctag5, NFCTAG5_URI_PREFIX_4, 
                                                       URI_DATA, strlen ( URI_DATA ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " NDEF URI record \"https://%s\" has been written\r\n", ( char * ) URI_DATA );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t message_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_write_message_to_memory ( &nfctag5, 
                                                         TEXT_MESSAGE_ADDRESS, 
                                                         TEXT_MESSAGE, 
                                                         strlen ( TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " \"%s\" has been written to memory address 0x%.4X \r\n", 
                    ( char * ) TEXT_MESSAGE, ( uint16_t ) TEXT_MESSAGE_ADDRESS );
    }
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_read_message_from_memory ( &nfctag5,
                                                          TEXT_MESSAGE_ADDRESS, 
                                                          message_buf, 
                                                          strlen ( TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " \"%s\" has been read from memory address 0x%.4X \r\n\n", 
                    message_buf, ( uint16_t ) TEXT_MESSAGE_ADDRESS );
    }
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

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