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使用PN7120和STM32L073RZ组合确保您的数据安全

发现近场通信的“近” - NFC尽在指尖

NFC Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

NFC Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

有了NFC,您的世界就近在咫尺,我们邀请您拥抱NFC体验,享受更加连接和便捷的生活方式。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC Click基于NXP半导体的PN7120,这是一个具有集成固件和NCI接口的完全符合NFC论坛规范的控制器。PN7120实现了射频和所有低级功能,如天线驱动和接收电路,以实现符合NFC论坛规范的读卡器。它利用出色的调制和解调概念来实现不同的非接触式通信方法和协议。PN7120完全符合许多读写器标准,如ISO 14443A/B,最高可达848 kBit/s,ASK调制下不到25%。NFC Click完全符合NFC论坛的规范,意味着它可以作为NFC读卡器、标签,或与另一台NFC设备建立双向连接。为此,NFC Click可以工作在几种模式下。在卡模拟模式下,它表现为智能卡

或标签。它不发起通信;它只响应NFC读卡器。读/写模式使NFC Click表现为NFC读卡器,在该模式下,它可以与被动标签、智能卡或以卡模拟模式运行的NFC设备进行通信。点对点模式在一对NFC启用设备之间建立双向通信通道。NFC Click使用标准的2线I2C接口与主机MCU通信,并支持标准模式(100MHz)、快速模式(400KHz)和高速模式(3.4MHz)。I2C地址可以通过ADDR SEL跳线选择,默认为0。PN7120具有两种类型的集成存储器:RAM和EEPROM。PN7120的内部寄存器存储配置数据,而专用RF协议的RF配置由EEPROM数据定义,通过

主机MCU发出的命令进行复制。这使用户可以从给定的天线设计中实现最大的RF性能。除了来自mikroBUS™插座的I2C接口信号外,该板还使用了其他几个信号。在mikroBUS™插座的RST引脚上路由的复位引脚提供了通用的复位能力,而mikroBUS™插座的IRT引脚代表了中断请求,以通知主控制器各种事件。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

NFC Click top side image
NFC Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
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
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

NFC 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 STM32L073RZ 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

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 NFC Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • nfc_hw_reset - 硬件复位函数。

  • nfc_get_data - 获取数据函数。

  • nfc_cmd_disable_standby_mode - 禁用待机模式命令函数。

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 NFC Click example
 *
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the usage of NFC Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and logger, then performs hardware reset, puts the device in operating mode by 
 * disabling standby mode, performs test procedure, and configures the device to start discovery.
 *
 * ## Application Task
 * NFC Click board can be used for detection of RFiD tag
 * and displays it's value via USART terminal.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 *
 * Additional Functions :
 *  -void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck ) - Display packet log data.
 *  -void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck ) - Display packet log data.
 *  -void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck ) - Read nfc data function.
 *  -void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck ) - Testing Antenna function.
 * 
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfc.h"

static nfc_t nfc;
static log_t logger;
uint8_t n_cnt;

control_packet_t ctrl_pck_data;

/**
 * @brief NFC display packet function.
 * @details This function displays data values.
 */
void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC display tag info.
 * @details This function displays tag info data.
 */
void nfc_print_info (  control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC display nfc data function.
 * @details This function displays nfc data values.
 */
void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC read nfc data function.
 * @details This function reads nfc data and displays data.
 */
void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC test antena function.
 * @details This function tests antenna and displays data.
 */
void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfc_cfg_t nfc_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.
    nfc_cfg_setup( &nfc_cfg );
    NFC_MAP_MIKROBUS( nfc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = nfc_init( &nfc, &nfc_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "        HW Reset       \r\n" );
    nfc_hw_reset( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Reset and Init. Core  \r\n" );
    nfc_cmd_core_reset( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_cmd_core_init( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_HIGH );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Disabling Standby Mode \r\n" );
    nfc_cmd_disable_standby_mode( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    nfc_test_antenna( &nfc, &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "Starting Test Procedure\r\n" );
    nfc_cmd_test_procedure( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    nfc_hw_reset( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       NFC Config.     \r\n" );
    nfc_default_cfg ( &nfc, &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Discovery Start   \r\n" );
    nfc_cmd_start_discovery( &nfc );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------- START --------\r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 500 );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_HIGH ) 
    {
        nfc_read_nfc_data ( &nfc, &ctrl_pck_data );
    }

    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck ) 
{
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, " Message Type   = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->message_type );
    log_printf( &logger, " Pck Bound Flag = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->pck_bound_flag );
    log_printf( &logger, " Group Ident    = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->group_ident );
    log_printf( &logger, " Opcode Ident   = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->opcode_ident );
    log_printf( &logger, " Payload Length = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload_length );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );

    for ( n_cnt = 0; n_cnt < ctrl_pck_data.payload_length; n_cnt++ ) 
    {
        log_printf( &logger, " Payload[ %.2d ]  = 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) n_cnt, ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ n_cnt ]  );
    }

    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    memset( ctrl_pck_data.payload, 0x00, 255 );
}

void nfc_print_info ( control_packet_t *ctrl_pck )
{
    log_printf( &logger, "    NFC Tag info    \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, " Serial number = %.2X:%.2X:%.2X:%.2X\r\n", 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 10 ], ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 11 ], 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 12 ], ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 13 ] );
    log_printf( &logger, " ATQA = 0x%.2X%.2X\r\n",  ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 8 ], 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 9 ]  );
    log_printf( &logger, " SAK = 0x%.2X\r\n",  ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 15 ]  );
    
}

void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck ) 
{
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " Read Block:\r\n");

    for ( n_cnt = 0; n_cnt < ctrl_pck->payload_length; n_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "\t 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload[ n_cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\t 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload[ ctrl_pck->payload_length - 2 ] );

    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    memset( ctrl_pck->payload, 0x00, 255 );
}

void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck )
{
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    nfc_print_info( ctrl_pck );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_activate_rmt_mifare_card( ctx );
    Delay_ms( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    nfc_cmd_authenticate_sector( ctx, 0x30 );
    Delay_ms( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    display_nfc_data( ctrl_pck );
    log_printf( &logger, "    Disconnect Card    \r\n" );
    nfc_cmd_card_disconnected( ctx );
    Delay_ms( 10 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 100 );
}

void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck )
{
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Testing Antenna    " );
    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x01 );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x07 );
    Delay_ms( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 100 );

    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x0F );
    Delay_ms( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms( 100 );
    display_packet( ctrl_pck );
}
// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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