Lector HF de alto rendemento CUBE-NFC6
Manual de usuario

Lector HF de alto rendemento UM2616 X-CUBE-NFC6

Comezando coa expansión do software IC iniciador NFC lector HF de alto rendemento X-CUBE-NFC6 para STM32Cube
Introdución
A expansión de software X-CUBE-NFC6 para STM32Cube ofrece middleware completo para que STM32 controle aplicacións usando o IC frontal NFC de alto rendemento ST25R3916/ST25R3916B que admite os modos de iniciador, destino, lector e emulación de tarxetas NFC.
A expansión está construída sobre a tecnoloxía de software STM32Cube para facilitar a portabilidade entre diferentes microcontroladores STM32. O software vén con sampimplementacións de ficheiros dos controladores que se executan na placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 conectada na parte superior dunha placa de desenvolvemento NUCLEO-L053R8 ou NUCLEO-L476RG.
Ligazóns relacionadas: Visita o ecosistema STM32Cube web páxina en www.st.com para máis información

Siglas e abreviaturas

Táboa 1. Lista de siglas

Acrónimo	Descrición
NFC	Comunicación de campo próximo
REAL	Capa abstracta de RF
P2P	Peer-to-peer
MCU	Unidade de microcontrolador
BSP	Paquete de apoio ao consello
HAL	Capa de abstracción de hardware
LED	Diodo emisor de luz
SPI	Interface periférico serie
SMS	Estándar de interface de software Arm Cortexmicrocontroller

Expansión de software X-CUBE-NFC6 para STM32Cube
2.1 Máisview
O paquete de software X-CUBE-NFC6 amplía a funcionalidade STM32Cube. As principais características do paquete son:

• Middleware completo para crear aplicacións usando o lector de HF de alto rendemento ST25R3916/ST25R3916B/IC front-end NFC.
• Sampaplicación para detectar NFC tags de diferentes tipos e teléfonos móbiles compatibles con P2P, modo de emulación de tarxetas e lectura/escritura.
• Sampaplicación para ler e escribir mensaxes NDEF.
• Sampimplementacións de le dispoñibles para a placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 conectada a unha placa de desenvolvemento NUCLEO-L053R8 ou NUCLEO-L476RG.
• Portabilidade sinxela entre diferentes familias de MCU grazas a STM32Cube.
• Abstracción completa de RF/NFC (RFAL) para todas as tecnoloxías principais, incluídas as capas ISO-DEP e NFCDEP completas.
• Condicións de licenza gratuítas e fáciles de usar.

Este software contén controladores IC front-end de lector HF de alto rendemento/NFC para o dispositivo ST25R3916/ST25R3916B, que se executa en STM32. Está construído sobre a tecnoloxía de software STM32Cube para facilitar a portabilidade entre diferentes microcontroladores STM32. Este paquete de firmware inclúe controladores de dispositivos de compoñentes, un paquete de soporte para placas e asampaplicación que demostra o uso da placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 con placas STM32 Nucleo.
A sampa aplicación configura o ST25R3916/ST25R3916B nun bucle de sondeo para a detección de dispositivos activos e pasivos. Cando un pasivo tag ou se detecta un dispositivo activo, o campo lector sinala a tecnoloxía detectada acendendo un LED correspondente. Tamén é posible configurar o ST25R3916/ST25R3916B nun modo de espertar inductivo premendo o botón de usuario. Durante este ciclo de votación o sampA aplicación tamén configura o ST25R3916/ ST25R3916B en modo de emulación de tarxetas para detectar a presenza dun lector. A demostración rexistra todas as actividades co porto COM virtual ST-LINK no host do sistema.
As tecnoloxías RFID admitidas nesta demostración son:

• ISO 14443A/NFCA
• ISO 14443B/NFCB
• Felica/NFCF
• ISO 15693/NFCV
• P2P activo
• Emulación de tarxeta tipo A e F

2.2 Arquitectura
Esta expansión de software totalmente compatible para STM32Cube permítelle desenvolver aplicacións usando o lector HF de alto rendemento ST25R3916/ST25R3916B/IC iniciador NFC. Está baseado na capa de abstracción de hardware STM32CubeHAL para o microcontrolador STM32 e estende STM32Cube cun paquete de soporte de placas (BSP) para a placa de expansión X-NUCLEO-FC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1. O software de aplicación pode acceder e utilizar a placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 a través das seguintes capas:
Capa STM32Cube HAL: a capa de controladores HAL proporciona un conxunto sinxelo de API xenéricas e multiinstancia (interfaces de programación de aplicacións) para interactuar coas capas superiores (aplicación, bibliotecas e pilas). Estas API xenéricas e de extensión están construídas directamente sobre unha arquitectura común e permiten que capas subxacentes como o middleware implementen as súas funcións sen depender da información específica de hardware da unidade de microcontrolador (MCU). Esta estrutura mellora a reutilización do código da biblioteca e garante unha fácil portabilidade noutros dispositivos.

• Capa do paquete de soporte da placa (BSP): ofrece soporte para os periféricos da placa STM32 Nucleo (ademais da MCU). Este conxunto de API proporciona unha interface de programación para certos periféricos específicos da placa, como o LED, o botón de usuario, etc. Esta interface tamén che axuda a identificar a versión específica da placa.
• Capa de abstracción NRF de middleware (RFAL): RFAL proporciona varias funcións para comunicación RF/NFC. Agrupa os diferentes IC de RF (familia de produtos ST25R3911B existentes e futuros dispositivos ST25R391x) baixo unha interface común e fácil de usar.

Os protocolos proporcionados pola RFAL son:

• ISO-DEP (ISO14443-4 capa de enlace de datos, T=CL)
• NFC-DEP (Protocolo de intercambio de datos ISO18092)
• NFC-A \ ISO14443A (T1T, T2T, T4TA)
• NFC-B \ ISO14443B (T4TB)
• NFC-F \ FeliCa (T3T)
• NFC-V \ ISO15693 (T5T)
• P2P \ ISO18092 (NFCIP1, P2P pasivo-activo)
• ST25TB (ISO14443-2 Tipo B con protocolo propietario) Internamente,

O RFAL divídese en tres subcapas:

• RF HL - RF capa superior
• RF HAL- Capa de abstracción de hardware de RF
• RF AL – Capa de abstracción de RF

Figura 1. Diagrama de bloques RFAL

RF HL		RFAL NFC
RFAL	protocolo	ISO DEP				DEP NFC
	Tecnoloxías	NFC-A	NFC-B	NFC•F	NFC-V	TIT	T2T	TAT	ST25TB
RF HAL		RF
		Configuración de RF
		ST25R3911		ST25R3916			ST25R95

Os módulos do HAL RF dependen do chip, implementan o controlador de RF IC, táboas de configuración e instrucións específicas para que o HW realice as funcións físicas de RF. A interface para a persoa que chama é unha cabeceira de RF compartida file que proporciona a mesma interface para as capas superiores (para todos os chips). O RFAL pódese dividir en dúas subcapas máis:

• Tecnoloxías: módulos tecnolóxicos que implementan todas as especificidades, encadramento, timings, etc
•  Protocolos: implementación do protocolo incluíndo todos os marcos, temporizacións, tratamento de erros, etc.

Ademais destas, a capa de aplicación usa funcións RFAL como NFC Forum Activities (NFCC), EMVCo, demostración DISCO/NUCLEO, etc. O módulo RFAL NFC proporciona unha interface para realizar actividades comúns como dispositivos de sondeo/escoita. O acceso ás funcións máis baixas dos IC concédeo o módulo de RF. A persoa que chama pode facer uso directo de calquera das capas de tecnoloxía ou protocolo de RF sen requirir ningún dato específico de configuración de hardware.
Figura 2. Arquitectura de software X-CUBE-NFC6

2.3 Estrutura de cartafoles

No paquete de software inclúense os seguintes cartafoles:

• Documentación: este cartafol contén un HTML compilado file xerado a partir do código fonte que detalla os compoñentes do software e as API.
• Controladores: este cartafol contén os controladores HAL, os controladores específicos da placa para cada placa ou plataforma de hardware compatible, incluídos os compoñentes integrados, e a capa de abstracción de hardware independente do provedor CMSIS para a serie de procesadores Cortex-M.
• Middlewares: este cartafol contén RFAL (capa de abstracción RF). RFAL ofrece varias funcións necesarias para realizar a comunicación RF/NFC. O RFAL agrupa os diferentes IC RF (ST25R3911/ST25R3916/ST25R3916B e futuros dispositivos ST25R391x) baixo unha interface común e fácil de usar.
• Proxectos: este cartafol contén dous sampa aplicación examples:
  – Tag Emulación de tarxeta de detección
  – Ler e escribir mensaxes NDEF

Ofrécense para a plataforma NUCLEO-L476RG ou NUCLEO-L053R8 para tres ambientes de desenvolvemento (IAR Embedded Workbench for ARM, Keil Microcontroller Development Kit (MDK-ARM) e STM32CubeIDE.
2.4 API
A información técnica detallada sobre as API dispoñibles para o usuario pódese atopar nun CHM compilado file situado dentro do cartafol "RFAL" do paquete de software onde se describen completamente todas as funcións e parámetros. A información técnica detallada sobre as API NDEF está dispoñible no .chm file almacenado no cartafol "doc".
2.5 Sampa aplicación
A sampA aplicación que usa a placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 coa placa de desenvolvemento NUCLEOL476RG ou NUCLEO-L053R8 ofrécese no directorio "Proxectos". Os proxectos listos para construír están dispoñibles para varios IDE. Nesta aplicación, NFC tags O lector de HF de alto rendemento ST2R25/ ST3916R25B/IC front-end NFC detecta diferentes tipos de teléfonos móbiles compatibles con P3916P (para máis detalles, consulte a documentación do CHM). file xerado a partir do código fonte). Despois da inicialización do sistema e da configuración do reloxo, os LED101, LED102, LED103, LED104, LED105 e LED106 parpadean 3 veces. A continuación, o LED106 brilla para indicar que o campo lector foi activado. Cando a tag se detecta nas proximidades, acéndese un LED como se indica a continuación.
Táboa 2. LED aceso tag detección

NFC tag tipo	LED iluminado tag detección
NFC TIPO F	LED 101/Tipo F
NFC TIPO B	LED 102/Tipo B
NFC TIPO A	LED 103/Tipo A
NFC TIPO V	LED 104/Tipo V
NFC TIPO AP2P	LED105/Tipo AP2P

Se un lector se achega á placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1, o software entra no modo de emulación da tarxeta e, dependendo do tipo de comando ent, activa NFC TYPE A e/ou NFC TYPE FLED.
Por defecto, o X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 non escribe ningún dato no tag, pero esta posibilidade pode ser habilitada por un preprocesador definido no file demostración.h.
A emulación de tarxetas e o modo sondeador tamén se poden activar/desactivar co mesmo procedemento.
A interface do porto de comunicación virtual ST tamén se inclúe no paquete. Unha vez que a placa está acendida, a placa inicialízase e enumerase como un porto COM virtual STLink.
Figura 4. Enumeración do porto COM virtual

Despois de comprobar o número de porto COM virtual, abra un terminal de Windows (HyperTerminal ou similar) coa configuración que se mostra a continuación (activar a opción: CR implícita en LF, se está dispoñible).

A xanela do terminal devolve varias mensaxes similares ás que se mostran a continuación para confirmar a conexión correcta.
Figura 6. Placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1 inicialización exitosa

O segundo sampa aplicación está dispoñible seleccionando o segundo obxectivo do proxecto chamado "STM32L476RGNucleo_PollingTagDetectNdef”. Esta aplicación xestiona as mensaxes NDEF activada tags.

• Cando se inicia o firmware, móstrase un menú no rexistro da consola.
• O botón de usuario permítelle percorrer varias opcións, incluíndo ler contido NDEF, escribir un rexistro de texto,
• escribir un rexistro URI e formatear tag para o contido NDEF.
• Despois de seleccionar a demostración, toque a tag para ver a demo funcionando.

Figura 7. Opcións do botón de usuario da tarxeta de expansión X-NUCLEO-NFC06A1

Guía de configuración do sistema

3.1 Descrición do hardware
3.1.1 STM32 Núcleo
As placas de desenvolvemento STM32 Nucleo ofrecen unha forma accesible e flexible para que os usuarios poidan probar solucións e construír prototipos con calquera liña de microcontroladores STM32. O soporte de conectividade Arduino e os conectores ST morpho facilitan a ampliación da funcionalidade da plataforma de desenvolvemento aberto STM32 Nucleo cunha ampla gama de placas de expansión especializadas para escoller. A placa STM32 Nucleo non require sondas separadas xa que integra o depurador/programador ST-LINK/V2-1. A placa STM32 Nucleo inclúe a biblioteca completa de software STM32 HAL xunto con varios paquetes de software exampficheiros para diferentes IDEs (IAR EWARM, Keil MDK-ARM, STM32CubeIDE, mbed e GCC/ LLVM). Todos os usuarios de STM32 Nucleo teñen acceso gratuíto aos recursos en liña de mbed (compilador, SDK C/C++ e comunidade de desenvolvedores) en www.mbed.org para crear facilmente aplicacións completas.
Figura 8. Placa STM32 Nucleo

Placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1 X-NUCLEO-NFC06A1
A placa de expansión do lector de tarxetas NFC baséase no dispositivo ST25R3916. A placa de expansión está configurada para admitir comunicacións ISO14443A/B, ISO15693, FeliCa™ e AP2P. O ST25R3916 xestiona a codificación e decodificación de cadros en modo lector para aplicacións estándar, como NFC, estándares RFID HF de proximidade e proximidade. Admite protocolos de comunicación ISO/IEC 14443 Tipo A e B, ISO/IEC 15693 (só subportadora única) e ISO/IEC 18092, así como a detección, lectura e escritura de NFC Forum Tipo 1, 2, 3, 4 e 5. tags. O sensor capacitivo de baixa potencia integrado realiza unha activación de potencia ultra baixa sen activar o campo do lector e unha activación indutiva tradicional para seleccionar ampmedición de litud ou fase. A tecnoloxía de sintonización automática da antena (AAT) permite operar preto de pezas metálicas e/ou en ambientes cambiantes.
Figura 9. Placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1

3.1.3X-NUCLEO-NFC08A1 placa de expansión
A placa de expansión do lector de tarxetas NFC X-NUCLEO-NFC08A1 baséase no dispositivo ST25R3916B. A placa de expansión está configurada para admitir comunicacións ISO14443A/B, ISO15693, FeliCa™ e AP2P. O ST25R3916B xestiona a codificación e decodificación de cadros en modo lector para aplicacións estándar, como estándares NFC, proximidade e HF de proximidade RFID. Admite protocolos de comunicación ISO/IEC 14443 tipo A e B, ISO/IEC 15693 (só subportadora única) e ISO/IEC 18092, así como a detección, lectura e escritura do foro NFC tipo 1, 2, 3, 4 e 5. tags. O sensor capacitivo de baixa potencia integrado realiza unha activación de potencia ultra baixa sen activar o campo do lector e unha activación indutiva tradicional para seleccionar ampmedición de litud ou fase. A tecnoloxía de sintonización automática da antena (AAT) permite operar preto de pezas metálicas e/ou en ambientes cambiantes.
Figura 10. Placa de expansión X-NUCLEO-NFC08A1

3.2 Descrición do software
Descrición do software Os seguintes compoñentes de software son necesarios para configurar un ambiente de desenvolvemento axeitado para crear aplicacións para o STM32 Nucleo equipado coa placa de expansión NFC:

• X-CUBE-NFC6: unha expansión para STM32Cube dedicada ao desenvolvemento de aplicacións NFC. O firmware X-CUBENFC6 e a documentación relacionada están dispoñibles en www.st.com.
• Ferramenta de desenvolvemento e compilador. O software de expansión STM32Cube admite os tres contornos seguintes:
  – IAR Embedded Workbench for ARM ® (EWARM) toolchain + ST-LINK
  – Cadea de ferramentas do kit de desenvolvemento de microcontroladores Keil (MDK-ARM) + ST-LINK
  – STM32CubeIDE + ST-LINK

3.3 Hardware saxuste
Requírense os seguintes compoñentes de hardware:

• Unha plataforma de desenvolvemento STM32 Nucleo (código de pedido suxerido: NUCLEO-L476RG ou NUCLEOL053R8)
• Un lector HF de alto rendemento ST25R3916/ST25R3916B/placa de expansión IC frontal NFC (código de pedido: X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1)
• Un cable USB tipo A a Mini-B USB para conectar o STM32 Nucleo ao PC

3.4 Configuración do software
3.4.1 Ferramentas de desenvolvemento e compiladores
Seleccione un dos entornos de desenvolvemento integrados (IDE) compatibles co software de expansión STM32Cube e lea os requisitos do sistema e a información de configuración proporcionada polo provedor de IDE.
3.5 Configuración do sistema
3.5.1 Configuración da tarxeta de expansión STM32 Nucleo e X-NUCLEO-NFC06A1
A placa STM32 Nucleo integra o depurador/programador ST-LINK/V2-1. Podes descargar o controlador USB ST-LINK/V2-1 en STSW-LINK009. A placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1 conéctase facilmente á placa de desenvolvemento STM32 Nucleo a través do conector de extensión Arduino™ UNO R3. Interface co microcontrolador STM32 na placa STM32 Nucleo a través da capa de transporte SPI. Tamén é posible a comunicación I²C, pero require as seguintes modificacións de hardware:

• soldar os puentes ST2 e ST4
• soldar resistencias pull-up R116 e R117
• eliminar a ponte de soldadura SPI
• coloque a ponte de soldadura I²C Debe usar a marca de compilación do preprocesador RFAL_USE_I2C e renomear USE_HAL_SPI_REGISTER_CALLBACKS por USE_HAL_I2C_REGISTER_CALLBACKS, se é necesario, para activar a compilación do controlador I²C.

Figura 11. Placa de expansión X-NUCLEO-NFC06A1 máis placa de desenvolvemento NUCLEO-L476RG

3.5.2 Configuración da tarxeta de expansión STM32 Nucleo e X-NUCLEO-NFC08A1
A placa STM32 Nucleo integra o depurador/programador ST-LINK/V2-1. Podes descargar o controlador USB ST-LINK/V2-1 en STSW-LINK009. A placa de expansión X-NUCLEO-NFC08A1 conéctase facilmente á placa de desenvolvemento STM32 Nucleo a través do conector de extensión Arduino™ UNO R3. Interface co microcontrolador STM32 da placa STM32 Nucleo a través da capa de transporte SPI. Tamén é posible a comunicación I²C.

Historial de revisións

Táboa 3. Historial de revisións de documentos

Data	Versión	Cambios
18-Xul-19	1	Lanzamento inicial.
19-outubro-22	2	Introdución actualizada, sección 2.1view, Sección 2.2 Arquitectura, Sección 2.3 Estrutura de cartafoles, Sección 2.5 Sampaplicación, Sección 3.2 Descrición do software, Sección 3.3 Configuración de hardware e Sección 3.5.1 Configuración da tarxeta de expansión STM32 Nucleo e X-NUCLEO-NFC06A1. Engadiuse a Sección 3.1.3 da tarxeta de expansión X-NUCLEO-NFC08A1 e a Sección 3.5.2 Configuración da tarxeta de expansión STM32 Nucleo e-NUCLEO-NFC08A1.

AVISO IMPORTANTE - LEA ATENTAMENTE

STMicroelectronics NV e as súas subsidiarias (“ST”) resérvanse o dereito de realizar cambios, correccións, melloras, modificacións e melloras nos produtos ST e/ou neste documento en calquera momento sen previo aviso. Os compradores deben obter a información relevante máis recente sobre produtos ST antes de facer pedidos. Os produtos ST véndense de acordo cos termos e condicións de venda de ST existentes no momento do recoñecemento da orde.
Os compradores son os únicos responsables da elección, selección e uso dos produtos ST e ST non asume ningunha responsabilidade pola asistencia á aplicación ou o deseño dos produtos dos compradores.
ST non concede ningunha licenza, expresa ou implícita, a ningún dereito de propiedade intelectual. A revenda de produtos ST con disposicións diferentes da información aquí establecida anulará calquera garantía concedida por ST para tal produto. ST e o logotipo de ST son marcas comerciais de ST.
Para obter información adicional sobre as marcas rexistradas ST, consulte www.st.com/trademarks. Todos os outros nomes de produtos ou servizos son propiedade dos seus respectivos propietarios. A información deste documento substitúe e substitúe a información proporcionada anteriormente en calquera versión anterior deste documento.

© 2022 STMicroelectronics 
Todos os dereitos reservados

Documentos/Recursos

Lector HF de alto rendemento ST UM2616 X-CUBE-NFC6 [pdfManual do usuario Lector de HF de alto rendemento UM2616 X-CUBE-NFC6, UM2616, Lector de HF de alto rendemento X-CUBE-NFC6, X-CUBE-NFC6, Lector de HF de alto rendemento, Lector de alto rendemento, Lector de HF, Lector de alto rendemento, Lector, IC iniciador NFC Ampliación de software para STM32Cube

Referencias

• Manual de usuario