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30 分钟

通过PN5180A0HN和STM32G431RB增强访问控制和安全措施

您的世界,只需一触即发:拥抱NFC体验

NFC 3 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

NFC 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

步入一个 NFC 简化并提升您日常生活的未来,提供安全支付和即时数据共享的便利。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC 3 Click 基于 NXP Semiconductors 的 PN5180A0HN,这是一款高性能多协议全 NFC 前端,用于 13.56MHz 的非接触式通信。PN5180A0HN 实现了 RF 和所有低级功能,如天线驱动和接收电路,以实现符合 NFC 论坛的读卡器。它利用出色的调制和解调概念,适用于不同的非接触式通信方法和协议。PN5180A0HN 完全符合许多读/写标准,如 ISO 14443A/B(最高 848 kBit/s)、与 FeliCa 方案兼容的 JIS X 6319-4、ISO 15693、ISO 18092 等。除了支持读取所有 NFC 标签类型(类型 1、2、3、4A 和 4B)和高 RF 输出功率外,此 Click board™ 非常适用于工业和消费类 NFC 应用,如工业、电子政务读卡器、支付终端等。此 Click 

board™ 通过 SPI 接口与主机 MCU 连接,用于配置、NFC 数据交换和高层 NFC 协议实现。它支持最常见的 SPI 模式 0,数据速率高达 7 Mbit/s。PN5180A0HN 具有两种类型的集成存储器:RAM 和 EEPROM。PN5180A0HN 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 发出的命令复制。这使用户能够从给定的天线设计中获得最大的 RF 性能。除了 SPI 接口信号外,此板还使用了 mikroBUS™ 插座的其他几个信号。复位引脚连接到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚,提供通用复位功能,而 mikroBUS™ 插座的 IRQ 引脚表示中断请求,用于通知主控制器各种事件。PN5180A0HN 还具有更新固件的可能

性。在安全固件更新模式下,PN5180A0HN 需要专用的 SPI 接口线和 mikroBUS™ 插座的 BSY 线的物理处理。BSY 信号用于指示 PN5180A0HN 无法通过 SPI 接口发送或接收数据。在设备启动序列期间将 AUX 引脚设置为高逻辑状态可进入安全固件下载模式。启动后,AUX 引脚允许任何其他功能(作为电路板上测试点提供的测试信号);在标准 NFC 操作期间,启动后此引脚的电平对下载功能没有影响。此 Click board™ 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,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

NFC 3 Click top side image
NFC 3 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

FW Download Request
PA15
AN
Reset / ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
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
BUSY Indicator
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

NFC 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

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 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nfc3_read_card_uid - NFC 3 读取卡片 UID 功能

  • nfc3_read_firmware_version - NFC 3 读取固件版本功能

  • nfc3_read_eeprom_version - NFC 3 读取 EEPROM 版本功能

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 NFC3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of NFC 3 Click board 
 * by reading MIFARE ISO/IEC 14443 type A tag UID.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and logger, then enables the click board and reads 
 * the device product, firmware and eeprom versions.
 *
 * ## Application Task
 * If there's a tag detected, it reads its UID and displays it on USB UART.
 *
 * @note
 * Only tags with 4-byte or 7-byte UIDs are compatible with this example.
 * We recommend MIKROE-1475 - an RFiD tag 13.56MHz compliant with ISO14443-A standard.
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfc3.h"

static nfc3_t nfc3;
static log_t logger;
static uint16_t info;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfc3_cfg_t nfc3_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.

    nfc3_cfg_setup( &nfc3_cfg );
    NFC3_MAP_MIKROBUS( nfc3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = nfc3_init( &nfc3, &nfc3_cfg );
    if ( init_flag == SPI_MASTER_ERROR ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    nfc3_reset ( &nfc3 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    nfc3_read_product_version ( &nfc3, &info );
    log_printf( &logger, "Product version: 0x%.4X\r\n", info );
    nfc3_read_firmware_version ( &nfc3, &info );
    log_printf( &logger, "Firmware version: 0x%.4X\r\n", info );
    nfc3_read_eeprom_version ( &nfc3, &info );
    log_printf( &logger, "EEPROM version: 0x%.4X\r\n", info );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t uid[ 7 ];
    uint8_t uid_len;
    uid_len = nfc3_read_card_uid( &nfc3, uid );
    if ( uid_len > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "Tag UID: " );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < uid_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) uid[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n------------------------\r\n" );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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