初学者
10 分钟

使用CY14B101PA和STM32L073RZ随时随地保护关键信息

数据持久性完美:nvSRAM的承诺

nvSRAM 4 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 26, 2024

点击板

nvSRAM 4 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

通过nvSRAM体验性能与安心的完美结合,这是关键应用的终极存储解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

nvSRAM 4 Click基于CY14B101PA,这是一款1-Mbit的nvSRAM内存,组织为128K字,每字8位,带有Infineon提供的全功能实时时钟。nvSRAM指定了非易失性单元的一百万次耐久性循环,数据保留至少20年。所有对nvSRAM的读取和写入都发生在SRAM中,这赋予了nvSRAM处理无限次写入内存的独特能力。与串行EEPROM相比,nvSRAM的优势在于所有对nvSRAM的读取和写入都以SPI速度执行,无周期延迟,这意味着在任何内存访问后都无需等待时间。除了CY14B101PA,这款Click板™还配备了与3000TR电池座兼容的纽扣电池座,适用于12mm纽扣电池。当主要电源失效并下降到2.65V以下时,通过放置标记为RTC-BATT的跳线,该Click板™切换到备用电源。通过利用自动备份,当主电源端子上没有电源供应时,CY14B101PA使用外部电池电源,允许不间断的操作。nvSRAM 4 Click使用标准SPI接

口与MCU通信,时钟频率高达40MHz,零周期延迟读写周期。它还支持最常见的两种模式,SPI模式0和3,以及104 MHz的SPI访问速度,带有特殊的读取操作指令。CY14B101PA使用标准SPI操作码进行内存访问。除了用于读取和写入的一般SPI指令外,它还提供四个特殊指令:STORE,RECALL,AutoStore Disable(ASDISB)和AutoStore Enable(ASENB)。CY14B101PA的STORE操作可以通过HSB引脚控制和确认,该引脚路由到mikroBUS™插座的RST引脚。如果没有进行STORE/RECALL,此引脚可以请求硬件STORE周期。当HSB引脚被驱动为低电平时,CY14B101PA有条件地启动STORE操作。此外,当电源下降时,该Click板™可以使用SRAM数据在非易失性单元中的AutoStore功能,通过放置标记为RTC-CAP的跳线提供断电数据安全性。该Click板™的另一个功能是可配

置的写保护功能,标记为WP,路由到mikroBUS™插座的PWM引脚。WP引脚保护整个内存和所有寄存器免受写入操作,并且必须保持高电平以禁止所有写入操作。当该引脚为高电平时,所有内存和寄存器写入被禁止,并且地址计数器不会递增。此外,nvSRAM 4 Click还有额外的HOLD和中断引脚,路由到mikroBUS™插座的AN和INT引脚,分别标记为HLD和INT。HLD引脚用于暂停串行通信,而不停止写状态寄存器、编程或擦除正在进行的操作。另一方面,INT引脚可以以多种方式使用,如中断输出、校准或方波,可编程响应时钟警报、看门狗定时器和电源监控器。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它还配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

nvSRAM 4 Click hardware overview 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

Data Transfer Pause
PC0
AN
STORE Operation Control
PC12
RST
SPI Chip Select
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
Write Protect
PC8
PWM
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

nvSRAM 4 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 STM32L073RZ 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
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
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

该库包含 nvSRAM 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nvsram4_burst_read_memory - nvSRAM 4突发读取内存功能。

  • nvsram4_burst_write_memory - nvSRAM 4突发写入内存功能。

  • nvsram4_get_rtc_time - nvSRAM 4获取RTC时间功能。

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 nvSRAM4 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the nvSRAM 4 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - SPI, 
 * write demo_data string ( mikroE ), starting from the selected memory_addr ( 112233 ), 
 * set the time to 12:30:31 and set the date to 31-12-20.
 *
 * ## Application Task
 * In this example, we read a data string, which we have previously written to memory, 
 * starting from the selected memory_addr ( 112233 ) 
 * and read and display the current time and date, which we also previously set.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nvsram4.h"

static nvsram4_t nvsram4;
static log_t logger;

static char demo_data[ 9 ] = { 'm', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13 ,10 , 0 };
static char rx_data[ 9 ];
static uint32_t memory_addr;
static uint8_t new_sec = 255;
static uint8_t c_year = 20;

static nvsram4_rtc_time_t time;
static nvsram4_rtc_date_t date;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;          /**< Logger config object. */
    nvsram4_cfg_t nvsram4_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_printf( &logger, "\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    nvsram4_cfg_setup( &nvsram4_cfg );
    NVSRAM4_MAP_MIKROBUS( nvsram4_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = nvsram4_init( &nvsram4, &nvsram4_cfg );
    if ( init_flag == SPI_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    nvsram4_default_cfg ( &nvsram4 );
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     nvSRAM 4 click    \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    
    memory_addr = 112233;
    
    nvsram4_set_cmd( &nvsram4, NVSRAM4_STATUS_WREN );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "  Write data : %s", demo_data );
    nvsram4_burst_write_memory( &nvsram4, memory_addr, &demo_data[ 0 ], 9 );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    date.day_of_week = 4;
    date.day = 31;
    date.month = 12;
    date.year = 20;
    nvsram4_set_rtc_date( &nvsram4, date );
    Delay_ms( 100 );
    
    time.hours = 23;
    time.min = 59;
    time.sec = 50;
    nvsram4_set_rtc_time( &nvsram4, time );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) {
    nvsram4_get_rtc_time( &nvsram4, &time );
    Delay_ms( 1 );
    nvsram4_get_rtc_date( &nvsram4, &date );
    Delay_ms( 1 );
    
    if ( time.sec != new_sec ) {
        log_printf( &logger, "  Date      : %.2d-%.2d-%.2d\r\n", ( uint16_t ) date.day, ( uint16_t ) date.month, ( uint16_t ) date.year );
        log_printf( &logger, "  Time      : %.2d:%.2d:%.2d\r\n", ( uint16_t ) time.hours, ( uint16_t ) time.min, ( uint16_t ) time.sec );
        log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
        new_sec = time.sec;
        Delay_ms( 10 );
        
        if ( date.year != c_year ) {
            log_printf( &logger, "     Happy New Year    \r\n" );
            c_year = date.year;
            Delay_ms( 10 );
        } else {
            nvsram4_burst_read_memory( &nvsram4, memory_addr, &rx_data[ 0 ], 9 );
            log_printf( &logger, "  Read data : %s", rx_data );    
        }
               
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    } else {
        Delay_ms( 1 );    
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

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