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使用WIZFI360和STM32G431RB为您的应用程序提供可靠高效的WiFi连接

符合IEEE802.11 b/g/n标准的低功耗WiFi解决方案

WIZFI360 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

WIZFI360 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

用于工业物联网、库存管理、楼宇自动化和其他需要可靠数据传输的应用的WiFi解决方案

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

WIZFI360 Click 基于 WIZnet 的 WIZFI360,这是一款先进且经济高效的 WiFi 模块,专为工业级应用设计。WIZFI360 功耗低,完全符合 IEEE802.11 b/g/n 标准。这使模块能够支持 WiFi 2.4G,具有 SoftAP、Station 和 SoftAP+Station 模式,工作频率范围为 2400MHz 至 2483.5MHz。借助 WIZFI360,此 Click board™ 提供高达 2Mbps 的多功能串行端口波特率,满足各种应用需求,如各种工业应用中的可靠 WiFi 连接。WIZFI360 提供强大的功能,旨在确保无线网络的多功能性和可靠性。其显著能力之一是支持“数据直通”和“AT 命令数据传输”模式,提供灵活的数据通信选项。模块的串行 AT 命令配置能力进一步增强了其可用性,使其易于设置和管理。此外,它支持多种工作模式,包括 TCP 服务器、TCP 客户端和 UDP,使其适应各种网络要求。通过 1 到 13 的可配置操作通道和自动 20MHz/40MHz 带宽支持,WIZFI360 Click 确 保在不同网络环境中的最佳性能和适应性。WIZFI360 Click 设计中优先考虑安全性和连接性。它支持

WPA_PSK 和 WPA2_PSK 加密,确保无线通信安全。模块支持从 600bps 到 2Mbps 的广泛串行端口波特率,具有 16 个常用值,满足各种应用需求。它可以处理多达 5 个同时的 TCP/UDP 链接,提供强大的连接选项。为便于网络集成,它支持在 Station 模式下自动从 DHCP 服务器获取 IP 地址,并为 AP 模式下的无线局域网客户端提供 DHCP 服务。DNS 支持允许使用域名与服务器通信,而“保持连接”功能监控 TCP 连接以保持稳定性。此外,“Ping”功能有助于网络状态监控,内置的 SNTP 客户端确保网络时间的准确同步。模块还包括一个具有用户可配置性的唯一内置 MAC 地址,增强了网络安全性和管理能力。WIZFI360 模块与主机 MCU 之间的通信通过 UART 接口建立,使用标准 UART RX 和 TX 引脚,以及硬件流控制引脚(CTS/RTS)。默认通信速度为 115200bps,确保高效的数据交换。该板还包括一个复位(RST)引脚用于硬复位模块,一个唤醒(WKP)引脚用于从睡眠模式唤醒模块,以及一个引

导(BT)引脚用于触发引导加载程序模式进行固件更新,当在复位期间设置为低逻辑电平时。WIZFI360 Click 还具有一个红色 LED,用于指示数据传输和接收活动,为网络通信状态提供清晰的视觉提示。除此之外,该板还包括两个未填充的接头以增加功能。第一个接头 DBG 作为 UART0 接口用于调试和固件升级,方便用户轻松排除故障和更新模块。第二个接头标记为 GPIO,提供模块的多个 GPIO 引脚(从 IO1 到 IO5),允许用户将这些引脚用于各种自定义应用和附加接口要求。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。由于 WIZFI360 模块在 3.3V 下工作,使用逻辑电平转换器 TXS0108E 以实现正确操作和精确的信号电平转换。因此,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易用功能的库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

WIZFI360 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

Bootloader
PA15
AN
Reset / ID SEL
PC12
RST
UART CTS / ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Module Wake-Up
PC8
PWM
UART RTS
PC14
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

WIZFI360 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 NAME Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • wizfi360_write_command - 此函数通过使用UART串行接口写入所需的命令。

  • wizfi360_write_cmd_param - 此函数通过使用UART串行接口写入所需的命令、前缀和参数。

  • wizfi360_send_message - 此函数通过使用UART串行接口在正常传输模式下向主机发送消息。

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 WIZFI360 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the WIZFI360 click board 
 * by processing the incoming data and displaying them on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, connects to the desired WiFi network, 
 * and then connects to the TCP/UDP server and configures SNTP parameter.
 *
 * ## Application Task
 * The demo app displays current time data, sends data messages to the TCP/UDP server, 
 * reads and processes all incoming data and displays them on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void wizfi360_clear_app_buf ( void )
 * - static void wizfi360_log_app_buf ( void )
 * - static err_t wizfi360_process ( wizfi360_t *ctx )
 * - static void wizfi360_check_response ( uint8_t *rsp )
 *
 * @note
 * In order for the examples to work without using Planet Debug, 
 * the user needs to set the SSID and password of the target AP.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "wizfi360.h"

// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE             200
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

// Response timeout
#define RESPONSE_TIMEOUT            100000

// Demo data for sending
#define DEMO_SEND_DATA              "MikroE WIZFI360 Click"

// Send data length in normal transmission mode
#define DEMO_SEND_DATA_LENGTH       "22"

// SSID and password of the target AP
#define DEMO_SSID                   "MikroE Public"
#define DEMO_PASSWORD               "mikroe.guest"

// Example of sending messages to a TCP/UDP echo server
#define DEMO_EXAMPLE_TCP            "TCP"
#define DEMO_EXAMPLE_UDP            "UDP"

// TCP/UDP echo server IP address and port
#define DEMO_REMOTE_ID              "77.46.162.162"
#define DEMO_REMOTE_PORT            "51111"

static wizfi360_t wizfi360;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static uint8_t cmd_buf[ 100 ] = { 0 };

/**
 * @brief WIZFI360 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @note None.
 */
static void wizfi360_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief WIZFI360 log application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer to USB UART.
 * @note None.
 */
static void wizfi360_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief WIZFI360 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #wizfi360_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t wizfi360_process ( wizfi360_t *ctx );

/**
 * @brief WIZFI360 response check.
 * @details This function checks for response and displays the status of response.
 * @param[in] rsp  Expected response.
 * @return Nothing.
 */
static void wizfi360_check_response ( uint8_t *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    wizfi360_cfg_t wizfi360_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.
    wizfi360_cfg_setup( &wizfi360_cfg );
    WIZFI360_MAP_MIKROBUS( wizfi360_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == wizfi360_init( &wizfi360, &wizfi360_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms ( 100 );

    wizfi360_write_command( &wizfi360, WIZFI360_CMD_AT );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_command( &wizfi360, WIZFI360_CMD_RESTORE );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_command( &wizfi360, WIZFI360_CMD_GMR );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CWMODE_CUR, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         WIZFI360_CWMODE_STATION );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPMUX, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         WIZFI360_CIPMUX_SINGLE_CONN );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CWDHCP_CUR, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         WIZFI360_CWDHCP_STATION_DHCP );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    memset( cmd_buf, 0, 100 );
    strcpy( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, DEMO_SSID );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_SEPARATOR );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, DEMO_PASSWORD );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CWJAP_CUR, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         cmd_buf );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_inquire_command( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPSTA_CUR );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    memset( cmd_buf, 0, 100 );
    strcpy( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, DEMO_EXAMPLE_TCP );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_SEPARATOR );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, DEMO_REMOTE_ID );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_QUOTE );
    strcat( cmd_buf, WIZFI360_PREFIX_SYMB_SEPARATOR );
    strcat( cmd_buf, DEMO_REMOTE_PORT );
    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPSTART, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         cmd_buf );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

    wizfi360_write_cmd_param ( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPSNTPCFG, 
                                          WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                          WIZFI360_ENABLE_TIMEZONE_1 );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 500 );

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

void application_task ( void ) 
{
    wizfi360_inquire_command( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPSNTPTIME );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_OK );
    Delay_ms ( 1000 );

    wizfi360_write_cmd_param( &wizfi360, WIZFI360_CMD_CIPSEND, 
                                         WIZFI360_PREFIX_SYMB_SET_VAL, 
                                         DEMO_SEND_DATA_LENGTH );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RSP_READY_FOR_SEND );
    
    wizfi360_send_message( &wizfi360, DEMO_SEND_DATA );
    wizfi360_check_response( WIZFI360_RECEIVE );
    
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    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;
}

static void wizfi360_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static void wizfi360_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 wizfi360_process ( wizfi360_t *ctx ) 
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t overflow_bytes = 0;
    int32_t rx_cnt = 0;
    int32_t rx_size = wizfi360_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) ) 
    {
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE ) 
        {
            overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
            app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
            memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
            memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
        }
        for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
            }
        }
        return WIZFI360_OK;
    }
    return WIZFI360_ERROR;
}

static void wizfi360_check_response ( uint8_t *rsp )
{
    uint32_t timeout_cnt = 0;
    wizfi360_clear_app_buf( );
    wizfi360_process( &wizfi360 );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) &&
            ( 0 == strstr( app_buf, WIZFI360_RSP_ERROR ) ) )
    {
        wizfi360_process( &wizfi360 );
        if ( timeout_cnt++ > RESPONSE_TIMEOUT )
        {
            wizfi360_clear_app_buf( );
            log_error( &logger, " Timeout!" );
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    Delay_ms ( 1 );
    
    wizfi360_process( &wizfi360 );
    if ( strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        wizfi360_log_app_buf( );
        log_printf( &logger, "\r\n" );
    }
    else if ( strstr( app_buf, WIZFI360_RSP_ERROR ) )
    {
        log_error( &logger, " Command!" );
    }
    else
    {
        log_error( &logger, " Unknown!" );
    }
}

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

额外支持

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