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20 分钟

使用 ST25R95 和 STM32F103RB 读取 NFC 标签数据或向其写入数据

用于非接触式通信的 NFC 收发器

NFC 6 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

NFC 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

通过近场通信(NFC)技术实现设备间便捷且安全的通信

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC 6 Click基于ST25R95,这是STMicroelectronics生产的一款近场通信收发器。它管理在读卡器模式和卡仿真模式下的帧编解码,用于标准应用,如近场通信(NFC)、近距离和远距离标准。NFC收发器支持在读卡器和卡仿真模式下的ISO/IEC 14443 类型A通信,并且在读卡器模式下支持ISO/IEC 14443 类型B、ISO/IEC15693和FeliCa。ST25R95内置模拟前端,以提供13.56 MHz的空气接口,并支持NFC论坛

类型1、2、3、4和5标签的检测、读取和写入。 ST25R95支持两种操作模式:等待事件(WFE)和主动模式。在主动模式下,收发器与标签或外部主机积极通信,而WFE模式包括四种低消耗状态:上电、休眠、睡眠/场检测和标签检测。NFC 6 Click通过标准的4线SPI串行接口与主机MCU通信,支持高达2MHz 的时钟频率。有两个中断引脚:中断输入(II)和中断输出(IO)。中断输入允许您控制WFE事件。当它准

备就绪时,NFC收发器通过将其设置为低逻辑级别在中断输出上返回一个回放。直到主机MCU读取数据之前,它将保持低电平。应用程序可以使用中断模式来跳过轮询阶段。这款Click板™可以通过V SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压级别,这样,3.3V和5V兼容的MCU都可以正确使用通信线。此外,这款Click板™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 6 Click Spanish Inner overview image

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。

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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™。

Click Shield for Nucleo-64 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,通常由MIFARE卡体现,促进了像门禁控制、公共交通和支付系统等应用中的安全无接触交互。ISO14443-A标准定义了通信协议,包括了用于同时处理多卡的防碰撞机制。这些RFID标签拥有不同的内存容量,从几字节到千字节不等,以满足不同的应用需求。为了确保数据安全,标准集成了加密和认证等特性。这些标签,以MIFARE技术为例,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。

NFC 6 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Interrupt Input
PC8
PWM
Interrupt Output
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

NFC 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F103RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access 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

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

这个库包含了NFC 6 Click驱动的API。

关键函数:

  • nfc6_send_command - 该函数通过使用SPI串行接口发送一个所需的命令

  • nfc6_read_data - 该函数通过使用SPI串行接口读取响应数据字节

  • nfc6_read_mifare_tag_uid - 该函数读取具有4字节或7字节UIDs的MIFARE ISO14443-A类型标签的UID

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 NFC 6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of NFC 6 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 and logger, performs the click default configuration and
 * reads the device ID.
 *
 * ## Application Task
 * If there's a tag detected, it reads its UID and displays it on the USB UART every 500ms.
 *
 * @note
 * Only ISO14443-A type 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 "nfc6.h"

static nfc6_t nfc6;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfc6_cfg_t nfc6_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.
    nfc6_cfg_setup( &nfc6_cfg );
    NFC6_MAP_MIKROBUS( nfc6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == nfc6_init( &nfc6, &nfc6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFC6_ERROR == nfc6_default_cfg ( &nfc6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    uint8_t device_id[ 13 ] = { 0 };
    nfc6_send_command ( &nfc6, NFC6_CMD_IDN, NULL, NULL );
    if ( NFC6_OK == nfc6_read_data ( &nfc6, device_id, sizeof ( device_id ), NULL ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Device ID: %s\r\n", device_id );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t tag_uid[ NFC6_TAG_UID_MAX_LEN ] = { 0 };
    uint8_t tag_uid_len = 0;
    if ( NFC6_OK == nfc6_read_mifare_tag_uid ( &nfc6, tag_uid, &tag_uid_len ) )
    {
        log_printf( &logger, " TAG UID: " );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < tag_uid_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) tag_uid[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n----------------------------------\r\n" );
        Delay_ms( 500 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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