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30 分钟

在断电情况下立即捕获和保护重要数据,使用CY15B116QSN和STM32F410RB

开启存储的未来

Excelon-Ultra Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Excelon-Ultra Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

通过 FRAM 存储技术提升设计的效率和速度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Excelon-Ultra Click 基于 CY15B116QSN,这是一款高性能的16-Mbit非易失性存储器,采用先进的英飞凌铁电工艺。存储阵列逻辑上组织为2,097,152 × 8位,并使用行业标准的串行外设接口(SPI)总线进行访问。CY15B116QSN结合了16-Mbit F-RAM和高速Quad SPI SDR和DDR接口,增强了FRAM技术的非易失性写入能力。CY15B116QSN与串行闪存的主要区别在于FRAM具有优越的写入性能、高耐久性和较低的功耗。CY15B116QSN非常适合需要频繁或快速写入的非易失性存储应用。例子包括数据采集,其中写入周期数可能是关键因素,和要求严格的工业控

制,其中串行闪存的长写入时间可能导致数据丢失。Excelon-Ultra Click使用行业标准的SPI接口与MCU通信,支持最常用的两种模式,SPI模式0和3,最大频率为108MHz。数据在每个字节成功传输到设备后立即写入存储阵列。无需数据轮询,下一个总线周期即可开始。它支持1e14次读/写周期,写入次数是EEPROM的1亿倍。此外,CY15B116QSN相比其他非易失性存储器提供了更高的写入耐久性。此外,这款Click板™提供了额外的硬件控制功能。mikroBUS™插座上的PWM引脚上的可配置写保护功能在SRWD位(SR1[7])设置为“1”时,保护所有寄存器(包括状态和配置)

免受写入操作的影响。当WP引脚保持高电平时,所有对寄存器的写操作都会被禁止,地址计数器不会增加。此外,它还有一个复位功能,连接到mikroBUS™插座上的RST引脚,当该引脚为低电平时,将CY15B116QSN置于复位状态,当该引脚为高电平时,模块正常工作。这款Click板™只能在3.3V逻辑电压下工作。在使用具有不同逻辑电压的MCU之前,板必须执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,可以作为进一步开发的参考。

Excelon-Ultra Click top side image
Excelon-Ultra Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
QSPI I03 / Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
QSPI IO1 / SPI Data OUT
PB4
MISO
QSPI IO0 / SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
QSPI IO2 / Write Protection
PC8
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

Excelon-Ultra Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU MB 1 Mini B Conn - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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 Excelon-Ultra Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • excelonultra_write_data_to_memory - 从指定的内存地址开始写入数据

  • excelonultra_read_data_from_memory - 从指定的内存地址开始读取数据

  • excelonultra_clear_data_from_memory - 从指定的内存地址开始清除数据

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 ExcelonUltra Click example
 *
 * # Description
 * This example is showcase of device and it's library abillity.
 * In this example is shown device ID, ability to manipulate with memory.
 * After default configuration device IDs are logged. After that application
 * Writes data to memory, reads data from memory, clears data from memory and
 * checks if data is cleard by reading that same memory address.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes MCU modules for communication used in this application (UART, SPI).
 * Calls default configuration that resets device, reads IDs, and enables writing to
 * memory and sets all RAM memory to be free for conrol.
 * 
 * ## Application Task
 * Write data to memory, read data from memory. After that clears that memory address,
 * and checks if it's cleared by reading data. On every iteration of the fucntion 
 * writing data is changed between "MikroE" and "Excelon-Ultra Click"
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "excelonultra.h"

#define MIKROE_DATA "MikroE"
#define CLICK_DATA "Excelon-Ultra Click"

static excelonultra_t excelonultra;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    excelonultra_cfg_t excelonultra_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.
    excelonultra_cfg_setup( &excelonultra_cfg );
    EXCELONULTRA_MAP_MIKROBUS( excelonultra_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = excelonultra_init( &excelonultra, &excelonultra_cfg );
    if ( init_flag == SPI_MASTER_ERROR ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    excelonultra_default_cfg ( &excelonultra );
    
    log_printf( &logger, " > Manufacturer ID: 0x%.4X\r\n", excelonultra.manufacturer_id );
    log_printf( &logger, " > Product ID: 0x%.4X\r\n", excelonultra.product_id );
    log_printf( &logger, " > Density ID: 0x%.2X\r\n", excelonultra.density_id );
    log_printf( &logger, " > Die Rev: 0x%.2X\r\n", excelonultra.die_rev );
    
    log_printf( &logger, " > Unique ID: 0x%.2X" , excelonultra.unique_id[ 7 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 6 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 5 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 4 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 3 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 2 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X" , excelonultra.unique_id[ 1 ] );
    log_printf( &logger, "%.2X\r\n" , excelonultra.unique_id[ 0 ] );
    
    Delay_ms( 1000 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint32_t memory_address = 0x00000055;
    static uint8_t data_selection = 1;
    static uint8_t write_len;
    char to_write[ 50 ] = { 0 };
    char read_from[ 50 ] = { 0 };
    
    if (data_selection)
    {
        strcpy( to_write, MIKROE_DATA );
        data_selection = !data_selection;
    }
    else
    {
        strcpy( to_write, CLICK_DATA );
        data_selection = !data_selection;
    }
    write_len = strlen( to_write );
    
    log_printf( &logger, " > Writing data to memory: %s\r\n", to_write );
    excelonultra_write_data_to_memory( &excelonultra, memory_address, to_write, write_len );
    
    Delay_ms( 500 );
    
    excelonultra_read_data_from_memory( &excelonultra, memory_address, read_from, write_len );
    log_printf( &logger, " > Read data from memory: %s\r\n", read_from );

    Delay_ms( 500 );

    log_printf( &logger, " > Clearing data from memory\r\n" );
    excelonultra_clear_data_from_memory( &excelonultra, memory_address, write_len );
    
    Delay_ms( 500 );
    
    excelonultra_read_data_from_memory( &excelonultra, memory_address, read_from, write_len );
    log_printf( &logger, " > Read data from memory: %s\r\n", read_from );

    log_printf( &logger, "***********************************\r\n" );
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

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