出于对简单性和安全性的承诺,我们的目标是让用户轻松将他们的设备安全地连接到云端,并无缝集成AWS服务的丰富功能。
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硬件概览
它是如何工作的?
IoT ExpressLink Click 基于 Espressif Systems 的 ESP32-C3-MINI-1-N4-A,这是一个 2.4GHz WiFi(802.11 b/g/n)和 Bluetooth® 5 LE 组合模块,配备板载 PCB 天线和 AWS IoT ExpressLink 固件(锁定到 AWS)。该模块的核心是 ESP32C3 系列 SoC RISCV 单核 32 位微处理器(ESP32-C3FN4),该芯片嵌入了 4MB 的闪存,时钟速度高达 160MHz。由于闪存在 ESP32-C3FN4 芯片中封装而不是集成在模块中,因此 ESP32-C3-MINI-1-N4-A 具有较小的封装尺寸。凭借其丰富的功能集,能够实现 IoT ExpressLink 服务,该 Click board™ 非常适合智能家
居、工业自动化、医疗保健、消费电子和通用 IoT 传感器集线器及数据记录应用。IoT ExpressLink Click 通过 UART 通信与主机 MCU 进行接口通信,涉及使用 RX 和 TX 引脚发送 AT 命令,操作速率为 115200bps。除了 UART 引脚外,此 Click board™ 还利用了 mikroBUS™ 插座的其他引脚来增强其功能。例如,WK 引脚用作模块唤醒引脚,EVT 引脚用于检测操作期间的重大事件,设备使能引脚 RST 提供一个用于打开/关闭模块的开关操作。在板子的左侧,可以找到一个额外的未填充接头,该接头提供对调试功能的全面支持。通过此接头,用户可以使用 JTAG
接口进行调试,通过 JTAG 接口引脚(TDO、TCK、TDI 和 TMS)提供支持。在板子的右侧,还有一组未填充的接头,例如用于调试的额外 UART 引脚和具有用户可配置通用输入输出引脚的接头。此 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电平转换。此外,这款 Click board™ 配备了包含易用功能的库和示例代码,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M3
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 IoT ExpressLink Click 驱动程序的 API。
关键功能:
iotexpresslink_reset_device
- 该函数通过切换RST引脚状态来重置设备。iotexpresslink_send_cmd
- 该函数通过使用UART串行接口发送命令字符串。
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 IoT ExpressLink Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of IoT ExpressLink click board by bridging the USB UART
* to mikroBUS UART which allows the click board to establish a connection with
* the IoT ExpressLink over the Quick Connect demo application without an AWS account.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, resets the click board to factory default settings, reads
* and displays the vendor model and thing name on the USB UART, sets the WiFi credentials,
* and attempts to connect to the AWS Cloud. If the initial attempt fails and the error
* message "Failed to access network" or "Failed to login AWS (MQTT) broker" appears,
* check the WiFi credentials and try running the example again.
*
* ## Application Task
* All data received from the USB UART will be forwarded to mikroBUS UART, and vice versa.
* At this point you should disconnect from the UART terminal and run the Quick Connect
* demo application.
*
* ## Additional Function
* - static void iotexpresslink_clear_app_buf ( void )
* - static err_t iotexpresslink_process ( uart_t *uart )
* - static err_t iotexpresslink_read_response ( iotexpresslink_t *ctx )
*
* @note
* To run the demo, follow the below steps:
* 1. If you opened a terminal application in the previous step, be sure to disconnect that
* application from the serial port.
* 2. Download the Quick Connect executable:
* Mac: https://quickconnectexpresslinkutility.s3.us-west-2.amazonaws.com/QuickConnect_v1.9_macos.x64.tar.gz
* Windows: https://quickconnectexpresslinkutility.s3.us-west-2.amazonaws.com/QuickConnect_v1.9_windows.x64.zip
* Linux: https://quickconnectexpresslinkutility.s3.us-west-2.amazonaws.com/QuickConnect_v1.9_linux.x64.tar.gz
* 3. Unzip the package, and follow the steps from the README file.
*
* The demo will connect to IoT ExpressLink and give you an URL that you can use to visualize data
* flowing from the device to the cloud using AT+SEND commands. The demo will run for up
* to two minutes, and afterwards, you will be able to type AT+SEND commands yourself and
* see the data coming in on the visualizer.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "iotexpresslink.h"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 500
// Enter valid WiFi credentials below
#define WIFI_SSID "MikroE Public" // WiFi SSID
#define WIFI_PASS "mikroe.guest" // WiFi Password
static iotexpresslink_t iotexpresslink;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief IoT ExpressLink clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void iotexpresslink_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief IoT ExpressLink data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #iotexpresslink_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t iotexpresslink_process ( iotexpresslink_t *ctx ) ;
/**
* @brief IoT ExpressLink read response function.
* @details This function waits for a response message, reads and displays it on the USB UART.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #iotexpresslink_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - OK response.
* @li @c -2 - Timeout error.
* @li @c -3 - Command error.
* @li @c -4 - Unknown error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t iotexpresslink_read_response ( iotexpresslink_t *ctx );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
iotexpresslink_cfg_t iotexpresslink_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.
iotexpresslink_cfg_setup( &iotexpresslink_cfg );
IOTEXPRESSLINK_MAP_MIKROBUS( iotexpresslink_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == iotexpresslink_init( &iotexpresslink, &iotexpresslink_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, "Reset device\r\n\n" );
iotexpresslink_reset_device ( &iotexpresslink );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf( &logger, "Factory reset\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_FACTORY_RESET );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
Delay_ms ( 2000 );
log_printf( &logger, "Vendor model\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_CONF_CHECK );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SEPARATOR );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CONF_KEY_ABOUT );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
log_printf( &logger, "Thing name\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_CONF_CHECK );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SEPARATOR );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CONF_KEY_THING_NAME );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
log_printf( &logger, "WiFi SSID\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_CONF );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SEPARATOR );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CONF_KEY_SSID );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SIGN_EQUAL );
strcat ( app_buf, WIFI_SSID );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
log_printf( &logger, "WiFi Password\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_CONF );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SEPARATOR );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CONF_KEY_PASSPHRASE );
strcat ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_SIGN_EQUAL );
strcat ( app_buf, WIFI_PASS );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
log_printf( &logger, "Try to connect\r\n" );
strcpy ( app_buf, IOTEXPRESSLINK_CMD_CONNECT );
iotexpresslink_send_cmd ( &iotexpresslink, app_buf );
iotexpresslink_read_response ( &iotexpresslink );
log_info( &logger, " Application Task " );
log_printf( &logger, "Now close the UART terminal and switch to the QuickConnect app\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
uart_set_blocking( &logger.uart, false );
}
void application_task ( void )
{
app_buf_len = uart_read( &logger.uart, app_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( app_buf_len > 0 )
{
uart_write ( &iotexpresslink.uart, app_buf, app_buf_len );
iotexpresslink_clear_app_buf( );
}
app_buf_len = uart_read( &iotexpresslink.uart, app_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( app_buf_len > 0 )
{
uart_write ( &logger.uart, app_buf, app_buf_len );
iotexpresslink_clear_app_buf( );
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
static void iotexpresslink_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static err_t iotexpresslink_process ( iotexpresslink_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t rx_size = 0;
rx_size = iotexpresslink_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( rx_size > 0 )
{
int32_t buf_cnt = app_buf_len;
if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) )
{
buf_cnt = PROCESS_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - PROCESS_BUFFER_SIZE );
memmove ( app_buf, &app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
}
for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
if ( app_buf_len < PROCESS_BUFFER_SIZE )
{
app_buf_len++;
}
}
}
return IOTEXPRESSLINK_OK;
}
return IOTEXPRESSLINK_ERROR;
}
static err_t iotexpresslink_read_response ( iotexpresslink_t *ctx )
{
uint32_t timeout_cnt = 0;
uint32_t timeout = 30000;
memset( app_buf, 0, PROCESS_BUFFER_SIZE );
app_buf_len = 0;
iotexpresslink_process( ctx );
while ( ( 0 == strstr( app_buf, IOTEXPRESSLINK_RSP_OK ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, IOTEXPRESSLINK_RSP_ERR ) ) )
{
iotexpresslink_process( ctx );
if ( timeout_cnt++ > timeout )
{
iotexpresslink_clear_app_buf( );
return IOTEXPRESSLINK_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms( 1 );
}
Delay_ms ( 100 );
iotexpresslink_process( ctx );
if ( app_buf_len > 0 )
{
log_printf( &logger, "%s\r\n", app_buf );
}
if ( strstr( app_buf, IOTEXPRESSLINK_RSP_OK ) )
{
iotexpresslink_clear_app_buf( );
return IOTEXPRESSLINK_OK;
}
else if ( strstr( app_buf, IOTEXPRESSLINK_RSP_ERR ) )
{
iotexpresslink_clear_app_buf( );
return IOTEXPRESSLINK_ERROR_CMD;
}
iotexpresslink_clear_app_buf( );
return IOTEXPRESSLINK_ERROR_UNKNOWN;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END