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无缝享受线上活动,使用PAN9420和STM32G431RB

2.4GHz WiFi 魔力:快速、狂野、无瑕!

WiFi 9 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

WiFi 9 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

使用我们的2.4GHz WiFi解决方案,提升您的家庭网络,速度、覆盖范围和可靠性都令人满意,确保您轻松保持连接。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

WiFi 9 Click基于Panasonic的PAN9420,这是一个完全嵌入式的Wi-Fi模块。该模块结合了高性能的CPU、高灵敏度的无线电收发器、基带处理器、介质访问控制器、加密单元、具有修补能力的引导ROM、内部静态RAM和系统可编程闪存存储器。模块集成的QSPI闪存存储器可供应用程序存储网页内容,如HTML页面或图像数据。对接入点和基础结构模式的并行支持,可以方便地设置模块到智能设备和家庭网络路由器的同时Wi-Fi连接。预编程的Wi-Fi 

SoC固件支持客户端(STA)、微型接入点(µAP)和自组织网络模式(Wi-Fi Direct)应用程序。通过透明模式,原始数据可以从UART发送到空中接口,传输到智能设备、Web服务器或PC应用程序。为了在mikroBUS™插座上通过一个UART实现模块和主机MCU之间的同时通信,我们添加了Nexperia的74HC4052多路复用器。在WiFi 9 Click板上,实现了几个状态LED,以便最轻松地可视化监视模块的状态,如MCU心跳、IP连

接、错误、Wi-Fi连接和引导。PAN9420支持通过空中进行固件更新。为了利用这一功能,客户需要确保满足适当的先决条件,并提供适当的环境。这个Click board™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它还配备了一个包含功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

WiFi 9 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

Address Selection
PA15
AN
Reset
PC12
RST
UART RTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
MCU Reset
PC8
PWM
UART CTS
PC14
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

WiFi 9 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 WiFi 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • wifi9_select_uart - 切换到命令或二进制UART

  • wifi9_reset_device - 模块重置。

  • wifi9_send_command - 发送命令函数。

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 
 * \brief WiFi 9 Click example
 * 
 * # Description
 * This application showcases capability of the WiFi 9 Click board. 
 * It initializes device, connects to local WiFi. Creates TCP server, waits for connection, 
 * and logs every message it receives from clients and returns back those messages as an echo response.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and wifi communication, then connects to the desired WiFi network
 * and creates TCP server on the IP address assigned to the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * All data received from the TCP clients will be logger to USB UART and echoed back to the clients.
 * 
 * ## Additional Function
 * - static void wifi9_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t wifi9_process ( void )
 * - static void wifi9_log_app_buf ( void )
 * - static err_t wifi9_rsp_check ( uint8_t *rsp )
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "wifi9.h"
#include "string.h"

// Example parameters
#define EXAMPLE_SSID                        "MikroE Public"
#define EXAMPLE_PASSWORD                    "mikroe.guest"
#define EXAMPLE_SERVER_PORT                 "1234"

// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE                     256
#define PROCESS_BUFFER_SIZE                 256
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

/**
 * @brief Application example variables.
 * @details Variables used in application example.
 */
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static wifi9_t wifi9;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

/**
 * @brief Clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application
 * buffer and reset its length.
 */
static void wifi9_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief Data reading function.
 * @details This function reads data from device and
 * appends it to the application buffer.
 * @return @li @c  0 - Some data is read.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 */
static err_t wifi9_process ( void );

/**
 * @brief Logs application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer.
 */
static void wifi9_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief Response check.
 * @details This function checks for response and
 * returns the status of response.
 * @param[in] rsp  Expected response.
 * @return @li @c  0 - OK response.
 *         @li @c -1 - Unknown error.
 *         @li @c -2 - Timeout error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 */
static err_t wifi9_rsp_check ( uint8_t *rsp );

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    wifi9_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.
    wifi9_cfg_setup( &cfg );
    WIFI9_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    wifi9_init( &wifi9, &cfg );

    wifi9_reset_device( &wifi9 );
    wifi9_select_uart( &wifi9, WIFI9_SELECT_CMD_UART );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    wifi9_process( );
    wifi9_clear_app_buf( );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "---- System Info ----\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_FIRMWARE );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_FIRMWARE );
    wifi9_log_app_buf( );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_MAC_ADDR );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_MAC_ADDR );
    wifi9_log_app_buf( );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_SERIAL_NUM );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_SERIAL_NUM );
    wifi9_log_app_buf( );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_RADIO_VER );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_RADIO_VER );
    wifi9_log_app_buf( );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_BOOTL_VER );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_BOOTL_VER );
    wifi9_log_app_buf( );

    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_HW_REV );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_SYSTEM_HW_REV );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "---- Start NETCAT app ----\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "\r\nSet Station to ON status: " );
    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_SET_WLAN_STATE_STA_ON );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_SET_WLAN_STATE );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "\r\nSet Station SSID and PASSWORD: " );
    strcpy( app_buf, WIFI9_CMD_SET_WLAN_CFG_STA );
    strcat( app_buf, " \"" );
    strcat( app_buf, EXAMPLE_SSID );
    strcat( app_buf, "\" \"" );
    strcat( app_buf, EXAMPLE_PASSWORD );
    strcat( app_buf, "\" 4" );
    wifi9_send_command( &wifi9, app_buf );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_SET_WLAN_CFG );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 500 );
    
    log_printf( &logger, "\r\nTurn ON - Netcat module: " );
    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_SET_NETCAT_STATE_ON );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_SET_NETCAT_STATE );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 500 );
    
    log_printf( &logger, "\r\nExclude Netcat authentication: " );
    wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_SET_NETCAT_AUTH_OFF );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_SET_NETCAT_AUTH );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 500 );
    
    log_printf( &logger, "\r\nSet the Netcat module server port: " );
    strcpy( app_buf, WIFI9_CMD_SET_NETCAT_CFG_SERVER );
    strcat( app_buf, " " );
    strcat( app_buf, EXAMPLE_SERVER_PORT );
    wifi9_send_command( &wifi9, app_buf );
    wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_SET_NETCAT_CFG );
    wifi9_log_app_buf( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "\r\nWaiting for an IP address assignment from DHCP server...\r\n" );
    for ( ; ; )
    {
        log_printf( &logger, "\r\nGet IP address: " );
        wifi9_send_command( &wifi9, WIFI9_CMD_GET_NET_CFG_STA );
        wifi9_rsp_check( WIFI9_CMD_GET_NET_CFG );
        wifi9_log_app_buf( );
        if ( !strstr ( app_buf, "0.0.0.0" ) )
        {
            break;
        }
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    wifi9_clear_app_buf( );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "\r\nNow you can connect to the TCP server listed above via a TCP client app\r\n" );  
    log_printf( &logger, "The module is transferred to BIN-UART - for data collection\r\n" );

    wifi9_select_uart( &wifi9, WIFI9_SELECT_BIN_UART );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    wifi9_process( );
    if ( app_buf_len )
    {
        wifi9_log_app_buf( );
        wifi9_generic_write( &wifi9, app_buf, app_buf_len );
        wifi9_clear_app_buf( );
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void wifi9_clear_app_buf ( void )
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t wifi9_process ( void )
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = wifi9_generic_read( &wifi9, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = app_buf_len;
        if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) ) 
        {
            buf_cnt = APP_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE );
            memmove ( app_buf, &app_buf[ APP_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
                if ( app_buf_len < APP_BUFFER_SIZE )
                {
                    app_buf_len++;
                }
            }
        }
        return WIFI9_OK;
    }
    return WIFI9_ERROR;
}

static void wifi9_log_app_buf ( void )
{
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
}

static err_t wifi9_rsp_check ( uint8_t *rsp )
{
    uint32_t timeout_cnt = 0;
    uint32_t timeout = 60000;
    wifi9_clear_app_buf( );
    wifi9_process( );
    while ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        wifi9_process( );
        if ( timeout_cnt++ > timeout )
        {
            wifi9_clear_app_buf( );
            return WIFI9_ERROR_TIMEOUT;
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    Delay_ms ( 100 );
    wifi9_process( );
    if ( strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        return WIFI9_OK;
    }
    return WIFI9_ERROR;
}

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

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