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使用CY14B101I和STM32G431RB告别数据丢失的担忧

nvSRAM:数据永存之地

nvSRAM 3 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

nvSRAM 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

信任nvSRAM作为您数据的永恒存储库,确保珍贵的记忆保持鲜活和完整。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

nvSRAM 3 Click基于英飞凌的CY14B101I,这是一款1-Mbit的nvSRAM,组织为128K字,每字8位,带有全功能实时时钟。CY14B101I规定了细胞的一百万耐久周期,数据保留至少20年,而QuantumTrap细胞提供高度可靠的非易失性数据存储。在系统断电时,SRAM中的数据会使用标记为C2的电容中储存的能量自动传输到其非易失性单元。在上电期间,来自非易失性单元的数据会自动回忆到SRAM阵列中,供用户使用。当在断电期间数据从SRAM单元传输到非易失性单元时,耐久周期会消耗。通过将标记为RTC-CAP或RTC-BATT的跳线放置在适当位置,此Click板™可以永久供电。CY14B101I使用按钮电池持有者的外部电池电源,利用自动备份。当其主电源端子

上没有电源供应时,适用于12mm纽扣电池,允许不间断操作。nvSRAM 3 Click通过标准I2C双线接口与MCU通信,时钟频率在标准模式下可达100kHz,快速模式下可达400kHz,快速模式Plus下可达1MHz,高速模式下可达3.4MHz。CY14B101I提供零周期延迟写入操作,具有无限的SRAM写入耐久性。它还允许通过将标记为ADDR SEL的SMD跳线定位在标记为0和1的适当位置来选择其I2C从设备地址的最低有效位(LSB)。此Click板™的一个附加功能是写保护和中断功能,标记为WP和INT,路由到mikroBUS™插座的PWM和INT引脚。WP引脚是一个高电平有效引脚,可保护整个存储器和所有寄存器免受写入操作的影响。MCU必须保持WP引脚为高电平以禁止所有写操作。当此

引脚为高电平时,所有存储器和寄存器写入操作均被禁止,地址计数器不会递增。另一方面,CY14B101I可以以多种方式使用INT引脚,例如中断输出、校准或方波,可编程响应时钟报警、看门狗定时器和电源监控。CY14B101I的STORE操作可以通过路由到mikroBUS™插座的RST引脚的HSB引脚进行控制和确认。如果没有STORE/RECALL正在进行,CY14B101I可以使用此引脚请求硬件STORE周期。当HSB引脚处于低逻辑状态时,CY14B101I有条件地启动STORE操作。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。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,它还配备了包含函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

nvSRAM 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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 STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

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
STORE Operation Control
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Write Protect
PC8
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!”

原理图

nvSRAM 3 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 STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro 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 nvSRAM 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nvsram3_memory_write - 此函数使用I2C串行接口从选定的存储地址开始写入所需数量的数据字节。

  • nvsram3_memory_read - 此函数使用I2C串行接口从选定的存储地址开始读取所需数量的数据字节。

  • nvsram3_get_rtc_time - 此函数获取RTC时间数据结构。

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 nvSRAM3 Click example
 *
 * # Description
 * The demo application shows how to write/read data to/from nvSRAM memory.
 * It also sets RTC date and time, then reads it in an infinite loop and displays results on USB UART each second. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes device, reads the device ID, writes desired message to memory and sets RTC date and time.
 *
 * ## Application Task
 * Reads current date and time and then reads the message that we have previusly stored in the memory.
 * All data is being logged on USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nvsram3.h"

static nvsram3_t nvsram3;
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 uint16_t c_year = 2020;

static nvsram3_rtc_time_t time;
static nvsram3_rtc_date_t date;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nvsram3_cfg_t nvsram3_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.

    nvsram3_cfg_setup( &nvsram3_cfg );
    NVSRAM3_MAP_MIKROBUS( nvsram3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = nvsram3_init( &nvsram3, &nvsram3_cfg );
    
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     nvSRAM 3 click    \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    
    nvsram3_default_cfg ( &nvsram3 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, " DEVICE ID: 0x%.8LX\r\n", nvsram3_get_device_id( &nvsram3 ) );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    
    memory_addr = 0x10000;
    
    log_printf( &logger, "  Write data : %s", demo_data );
    nvsram3_memory_write( &nvsram3, 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 = 2020;
    nvsram3_set_rtc_date( &nvsram3, date );
    Delay_ms( 100 );
    
    time.hours = 23;
    time.min = 59;
    time.sec = 50;
    nvsram3_set_rtc_time( &nvsram3, time );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    nvsram3_get_rtc_time( &nvsram3, &time );
    nvsram3_get_rtc_date( &nvsram3, &date );
    
    if ( time.sec != new_sec ) 
    {
        log_printf( &logger, "  Date      : %.2d-%.2d-%.4d\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;
        
        if ( date.year != c_year ) 
        {
            log_printf( &logger, "     Happy New Year    \r\n" );
            c_year = date.year;
        } 
        else 
        {
            nvsram3_memory_read( &nvsram3, memory_addr, &rx_data[ 0 ], 9 );
            log_printf( &logger, "  Read data : %s", rx_data );    
        }
               
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    } 
    else 
    {
        Delay_ms( 500 );    
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

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