初学者
10 分钟

使用CR95HF和ATmega328P为您的项目添加RFID读写功能

RFID(射频识别)多协议无接触收发器

RFid Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

RFid Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

实现与 RFID 标签的通信,并支持各种应用,如跟踪、安全系统和身份识别。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RFid Click 基于 STMicroelectronics 的多协议非接触式收发器 CR95HF。此板支持 ISO/IEC 14443 类型 A 和 B、ISO/IEC 15693 以及 ISO/IEC 18092 通信协议(标签)。此外,它还支持检测、读取和写入内置内部天线的 NFC 论坛类型 1、2、3 和 4 标签。CR95HF 集成了模拟前端,以提供 13.56 MHz 的空中接口。它管理阅读器模式下的帧编码和解码,用于近场通信(NFC)、近距离和远距离标准等标准应 用。CR95HF 有两种操作模式:等待事件(WFE)和主动操作模式。在主动模式中,CR95HF 与标签或外

部主机积极通信。WFE 模式包括四个低消耗状态:上电、休眠、睡眠和标签检测器,允许收发器在不同模式间切换。除上电外的所有状态都可以通过软件访问。当 CR95HF 处于这些状态中的任何一个时,与 MCU 的通信是不可能的。要进行正常通信,必须首先唤醒收发器。RFid Click 可以通过 mikroBUS™ 插座上的 UART 或 SPI 串行接口与宿主 MCU 通信。这款 Click board™ 配有 A 和 B 跳线,用于选择两个多路复用引脚的功能。根据它们的位置,这些引脚可以用 作 UART 或中断(输入和输出)引脚(默认为中

断)。这些跳线必须设置为 B 位置,以便与 UART 接口一起使用,从而失去中断功能引脚。SSSI0 和 SSI1 引脚用于基于其逻辑状态的通信接口选择。这款 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RFid Click hardware overview 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

工作在 13.56MHz 的 RFID 标签遵循 ISO14443-A 标准,确保高频通信。这种接近卡技术,通常以 MIFARE 卡为例,便于在诸如门禁控制、公共交通和支付系统等应用中实现安全的非接触式交互。ISO14443-A 标准定义了通信协议,包括了用于同时处理多张卡的防碰撞机制。这些 RFID 标签拥有不同的内存容量,从几个字节到几千字节不等,以满足不同的应用需求。为确保数据安全,该标准集成了诸如加密和认证等功能。以 MIFARE 技术为例的这些标签因其效率高而被广泛使用,并且在多种识别和访问场景中增强了便利性和安全性。

RFid Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interface Selection
PC0
AN
Interface Selection
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
Interrupt Output
PD6
PWM
Interrupt Output
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RFid 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
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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

此库包含 RFID Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rfid_select_communication_interface - 选择通信接口。

  • rfid_get_tag_uid - 获取 RFID 标签 UID 的函数。

  • rfid_get_device_id - 获取 RFID 设备 ID 的函数。

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 RFID Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of RFID Click board 
 * by reading MIFARE ISO/IEC 14443 type A tag UID.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, selects the communication interface and performs
 * the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * If there's a tag detected, it reads its UID and displays it on USB UART.
 *
 * @note
 * It is recommended to tie SSI_0, SSI_1 to VCC/GND at power-up, depending on 
 * the communication interface selection by A and B on-board jumpers. 
 * SSI_0 - UART: 0 SPI: 1
 * SSI_1 - UART: 0 SPI: 0
 * 
 * Only tags with 4-byte or 7-byte UIDs are compatible with this example.
 * We recommend MIKROE-1475 - an RFiD tag 13.56MHz compliant with ISO14443-A standard.
 * 
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rfid.h"

static rfid_t rfid;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rfid_cfg_t rfid_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 " );
    Delay_ms ( 100 );

    // Click initialization.

    rfid_cfg_setup( &rfid_cfg );
    RFID_MAP_MIKROBUS( rfid_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t error_flag = rfid_init( &rfid, &rfid_cfg );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Selecting communication interface... \r\n" );
    error_flag = rfid_select_communication_interface ( &rfid, RFID_SPI );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Configuring the device... \r\n" );
    error_flag = rfid_default_cfg ( &rfid );
    if ( error_flag != RFID_OK ) 
    {
        log_error( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " The device has been configured! \r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t tag_uid[ 20 ] = { 0 };
    uint8_t tag_len = rfid_get_tag_uid( &rfid, RFID_ISO_14443A, tag_uid );
    if ( tag_len > 0 )
    {
        log_printf( &logger, " TAG UID: " );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < tag_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) tag_uid[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n----------------------------------\r\n" );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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