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使用M24LR64E-R和STM32G431RB增强您的设计,采用NFC标签技术

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NFC Tag 5 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

NFC Tag 5 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

使用短距离 RF 通信传输数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC Tag 5 Click 基于 STMicroelectronics 公司的 M24LR64E-R,这是一款带有密码保护、能量收集和 RF 状态功能的 64-Kbit 动态 NFC/RFID 标签。这个高度集成的近场通信标签模块配备了双接口可擦除可编程存储器(EEPROM),在 I2C 模式下的组织结构为 8192×8 位,在 ISO 15693 和 ISO 18000-3 模式 1 RF 模式下为 2048×32 位,同时还有一个在 13.56MHz 运行的 RF 无接触接口。此 Click board™ 包含了在 PCB 上适当调谐的集成天线,以使用 ISO/IEC 15693 和 ISO 18000-3 模式一协议为设备供电和访问。电力通过 13.56MHz 

的射频耦合天线传输到 M24LR64E-R。如前所述,此 Click board™ 使用标准的 I2C 2 线接口与 MCU 进行通信,最大时钟频率为 400kHz,通过软件寄存器完全可调。它还在 mikroBUS™ 插座上标有 VH 的模拟引脚上提供了能量收集模式。当激活能量收集模式时,M24LR64E-R 可以将 RF 场的多余能量输出到 VH 引脚。如果 RF 场强度不足或者能量收集模式被禁用,VH 引脚会进入高阻态,并且能量收集模式会自动停止。此外,它还具有一个用户可配置的标记为 BSY 的引脚,路由到 mikroBUS™ 插座的 AN 模拟引脚,用于指示 M24LR64E-R 是

否正在执行 RF 通道中的内部写周期,或者 RF 命令是否正在进行中。当配置为 RF 写入进行中模式时,BSY 引脚在整个 RF 内部写入操作持续时间内保持低电平。当配置为 RF 忙模式时,此引脚在整个 RF 命令进度期间保持低电平。该 Click board™ 可以使用通过 VCC SEL 跳线选择的 3.3V 或 5V 逻辑电压电平运行。这样,既可以使 3.3V 又可以使 5V 的 MCU 正确使用通信线。然而,该 Click board™ 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 Tag 5 Click top side image
NFC Tag 5 Click bottom side 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

Energy Harvest
PA15
AN
NC
NC
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
RF Status
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

NFC Tag 5 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

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 NFC Tag 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nfctag5_write_ndef_uri_record - 这个函数将特定的 NDEF URI 记录写入到指定的内存地址,使用 NTAG5LINK_NDEF_MESSAGE_START_ADDRESS 宏指定。

  • nfctag5_write_message_to_memory - 这个函数从 @b block_addr 开始,向用户内存中写入指定数量的数据字节。

  • nfctag5_read_message_from_memory - 这个函数从 @b block_addr 开始,从用户内存中读取指定数量的数据字节。

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 NFCTag5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of NFC Tag 5 click board by programming the
 * specified NDEF URI record to the memory, and showing the memory read/write feature.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and performs the click default configuration which 
 * formats its user memory. After that it programs the specified NDEF URI record to the memory.
 *
 * ## Application Task
 * Writes a desired number of data bytes to the memory and verifies that it is written 
 * correctly by reading from the same memory location and displaying the memory content 
 * on the USB UART approximately every 5 seconds.
 *
 * @note
 * Trying to write/read in RF mode (for example, processing NDEF URI record with a smartphone) 
 * while writing to memory over I2C is in progress can interrupt and block the I2C communication. 
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfctag5.h"

/**
 * URL to store to memory as NDEF URI record
 */
#define URI_DATA                "www.mikroe.com/nfc-tag-5-click" 

/**
 * Starting block address to where the text message will be stored
 * Must be > ( NFCTAG5_NDEF_MESSAGE_START_ADDRESS + sizeof ( URI_DATA ) / NFCTAG5_MEMORY_BLOCK_SIZE + 3 )
 * to avoid overwriting NDEF URI record.
 */
#define TEXT_MESSAGE_ADDRESS    0x0100

/**
 * Text message content that will be stored to memory
 */
#define TEXT_MESSAGE            "MikroE - NFC Tag 5 click"

static nfctag5_t nfctag5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfctag5_cfg_t nfctag5_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.
    nfctag5_cfg_setup( &nfctag5_cfg );
    NFCTAG5_MAP_MIKROBUS( nfctag5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == nfctag5_init( &nfctag5, &nfctag5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFCTAG5_ERROR == nfctag5_default_cfg ( &nfctag5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_write_ndef_uri_record ( &nfctag5, NFCTAG5_URI_PREFIX_4, 
                                                       URI_DATA, strlen ( URI_DATA ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " NDEF URI record \"https://%s\" has been written\r\n", ( char * ) URI_DATA );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t message_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_write_message_to_memory ( &nfctag5, 
                                                         TEXT_MESSAGE_ADDRESS, 
                                                         TEXT_MESSAGE, 
                                                         strlen ( TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " \"%s\" has been written to memory address 0x%.4X \r\n", 
                    ( char * ) TEXT_MESSAGE, ( uint16_t ) TEXT_MESSAGE_ADDRESS );
    }
    if ( NFCTAG5_OK == nfctag5_read_message_from_memory ( &nfctag5,
                                                          TEXT_MESSAGE_ADDRESS, 
                                                          message_buf, 
                                                          strlen ( TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " \"%s\" has been read from memory address 0x%.4X \r\n\n", 
                    message_buf, ( uint16_t ) TEXT_MESSAGE_ADDRESS );
    }
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

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