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使用PN7120和STM32G474RE组合确保您的数据安全

发现近场通信的“近” - NFC尽在指尖

NFC Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

NFC Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

有了NFC,您的世界就近在咫尺,我们邀请您拥抱NFC体验,享受更加连接和便捷的生活方式。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC Click基于NXP半导体的PN7120,这是一个具有集成固件和NCI接口的完全符合NFC论坛规范的控制器。PN7120实现了射频和所有低级功能,如天线驱动和接收电路,以实现符合NFC论坛规范的读卡器。它利用出色的调制和解调概念来实现不同的非接触式通信方法和协议。PN7120完全符合许多读写器标准,如ISO 14443A/B,最高可达848 kBit/s,ASK调制下不到25%。NFC Click完全符合NFC论坛的规范,意味着它可以作为NFC读卡器、标签,或与另一台NFC设备建立双向连接。为此,NFC Click可以工作在几种模式下。在卡模拟模式下,它表现为智能卡

或标签。它不发起通信;它只响应NFC读卡器。读/写模式使NFC Click表现为NFC读卡器,在该模式下,它可以与被动标签、智能卡或以卡模拟模式运行的NFC设备进行通信。点对点模式在一对NFC启用设备之间建立双向通信通道。NFC Click使用标准的2线I2C接口与主机MCU通信,并支持标准模式(100MHz)、快速模式(400KHz)和高速模式(3.4MHz)。I2C地址可以通过ADDR SEL跳线选择,默认为0。PN7120具有两种类型的集成存储器:RAM和EEPROM。PN7120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发出的命令进行复制。这使用户可以从给定的天线设计中实现最大的RF性能。除了来自mikroBUS™插座的I2C接口信号外,该板还使用了其他几个信号。在mikroBUS™插座的RST引脚上路由的复位引脚提供了通用的复位能力,而mikroBUS™插座的IRT引脚代表了中断请求,以通知主控制器各种事件。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

NFC Click top side image
NFC Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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 STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

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
Reset
PC12
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
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!”

Click board™ 原理图

NFC 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 STM32G474RE 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
LTE Cat.1 6 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 Compiler Selection Step Image 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

软件支持

库描述

这个库包含 NFC Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • nfc_hw_reset - 硬件复位函数。

  • nfc_get_data - 获取数据函数。

  • nfc_cmd_disable_standby_mode - 禁用待机模式命令函数。

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 main.c
 * @brief NFC Click example
 *
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the usage of NFC Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and logger, then performs hardware reset, puts the device in operating mode by 
 * disabling standby mode, performs test procedure, and configures the device to start discovery.
 *
 * ## Application Task
 * NFC Click board can be used for detection of RFiD tag
 * and displays it's value via USART terminal.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 *
 * Additional Functions :
 *  -void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck ) - Display packet log data.
 *  -void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck ) - Display packet log data.
 *  -void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck ) - Read nfc data function.
 *  -void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck ) - Testing Antenna function.
 * 
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfc.h"

static nfc_t nfc;
static log_t logger;
uint8_t n_cnt;

control_packet_t ctrl_pck_data;

/**
 * @brief NFC display packet function.
 * @details This function displays data values.
 */
void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC display tag info.
 * @details This function displays tag info data.
 */
void nfc_print_info (  control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC display nfc data function.
 * @details This function displays nfc data values.
 */
void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC read nfc data function.
 * @details This function reads nfc data and displays data.
 */
void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck );

/**
 * @brief NFC test antena function.
 * @details This function tests antenna and displays data.
 */
void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfc_cfg_t nfc_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.
    nfc_cfg_setup( &nfc_cfg );
    NFC_MAP_MIKROBUS( nfc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = nfc_init( &nfc, &nfc_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "        HW Reset       \r\n" );
    nfc_hw_reset( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Reset and Init. Core  \r\n" );
    nfc_cmd_core_reset( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_cmd_core_init( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms ( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_HIGH );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Disabling Standby Mode \r\n" );
    nfc_cmd_disable_standby_mode( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms ( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    nfc_test_antenna( &nfc, &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "Starting Test Procedure\r\n" );
    nfc_cmd_test_procedure( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms ( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    nfc_hw_reset( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       NFC Config.     \r\n" );
    nfc_default_cfg ( &nfc, &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Discovery Start   \r\n" );
    nfc_cmd_start_discovery( &nfc );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( &nfc, &ctrl_pck_data );
    Delay_ms ( 100 );
    display_packet( &ctrl_pck_data );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------- START --------\r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_HIGH ) 
    {
        nfc_read_nfc_data ( &nfc, &ctrl_pck_data );
    }

    while ( nfc_check_irq( &nfc ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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;
}

void display_packet ( control_packet_t *ctrl_pck ) 
{
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, " Message Type   = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->message_type );
    log_printf( &logger, " Pck Bound Flag = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->pck_bound_flag );
    log_printf( &logger, " Group Ident    = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->group_ident );
    log_printf( &logger, " Opcode Ident   = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->opcode_ident );
    log_printf( &logger, " Payload Length = %d\r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload_length );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );

    for ( n_cnt = 0; n_cnt < ctrl_pck_data.payload_length; n_cnt++ ) 
    {
        log_printf( &logger, " Payload[ %.2d ]  = 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) n_cnt, ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ n_cnt ]  );
    }

    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    memset( ctrl_pck_data.payload, 0x00, 255 );
}

void nfc_print_info ( control_packet_t *ctrl_pck )
{
    log_printf( &logger, "    NFC Tag info    \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, " Serial number = %.2X:%.2X:%.2X:%.2X\r\n", 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 10 ], ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 11 ], 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 12 ], ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 13 ] );
    log_printf( &logger, " ATQA = 0x%.2X%.2X\r\n",  ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 8 ], 
                ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 9 ]  );
    log_printf( &logger, " SAK = 0x%.2X\r\n",  ( uint16_t ) ctrl_pck_data.payload[ 15 ]  );
    
}

void display_nfc_data ( control_packet_t *ctrl_pck ) 
{
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " Read Block:\r\n");

    for ( n_cnt = 0; n_cnt < ctrl_pck->payload_length; n_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "\t 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload[ n_cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\t 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) ctrl_pck->payload[ ctrl_pck->payload_length - 2 ] );

    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - -\r\n" );
    memset( ctrl_pck->payload, 0x00, 255 );
}

void nfc_read_nfc_data ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck )
{
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    nfc_print_info( ctrl_pck );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_activate_rmt_mifare_card( ctx );
    Delay_ms ( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    nfc_cmd_authenticate_sector( ctx, 0x30 );
    Delay_ms ( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    display_nfc_data( ctrl_pck );
    log_printf( &logger, "    Disconnect Card    \r\n" );
    nfc_cmd_card_disconnected( ctx );
    Delay_ms ( 10 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 10 );

    while ( nfc_check_irq( ctx ) == NFC_IRQ_STATE_LOW );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 100 );
}

void nfc_test_antenna ( nfc_t *ctx, control_packet_t *ctrl_pck )
{
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Testing Antenna    " );
    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x01 );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x07 );
    Delay_ms ( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 100 );

    nfc_cmd_antenna_test( ctx, 0x0F );
    Delay_ms ( 100 );
    nfc_read_ctrl_packet_data( ctx, ctrl_pck );
    Delay_ms ( 100 );
    display_packet( ctrl_pck );
}
// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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