CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó
Felhasználói kézikönyv

UM2616 X-CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó

Első lépések az X-CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó/NFC kezdeményező IC szoftverbővítéssel az STM32Cube számára
Bevezetés
Az X-CUBE-NFC6 szoftverbővítés az STM32Cube-hoz teljes köztes szoftvert biztosít az STM32 számára az alkalmazások ST25R3916/ST25R3916B nagy teljesítményű NFC front-end IC segítségével történő vezérléséhez, amely támogatja az NFC iniciátor, cél, olvasó és kártya emulációs módokat.
A bővítmény az STM32Cube szoftvertechnológiára épül, hogy megkönnyítse a hordozhatóságot a különböző STM32 mikrokontrollerek között. A szoftver sampAz X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyán futó illesztőprogramok megvalósítása NUCLEO-L053R8 vagy NUCLEO-L476RG fejlesztői kártyára csatlakoztatva.
Kapcsolódó linkek: Látogassa meg az STM32Cube ökoszisztémát web oldal tovább www.st.com további információkért

Mozaikszavak és rövidítések

1. táblázat A betűszavak listája

Betűszó	Leírás
NFC	Közeli terepi kommunikáció
IGAZI	RF absztrakt réteg
P2P	Peer-to-peer
MCU	Mikrokontroller egység
BSP	Board támogatási csomag
HAL	Hardveres absztrakciós réteg
LED	Fénykibocsátó dióda
SPI	Soros periféria interfész
SMS	Arm Cortexmicrocontroller szoftver interfész szabvány

X-CUBE-NFC6 szoftverbővítés STM32Cube-hoz
2.1 Végeview
Az X-CUBE-NFC6 szoftvercsomag kibővíti az STM32Cube funkcióit. A csomag főbb jellemzői a következők:

• Komplett köztes szoftver az ST25R3916/ST25R3916B nagy teljesítményű HF olvasó/NFC front-end IC segítségével alkalmazások készítéséhez.
• Sample alkalmazás az NFC észlelésére tags különböző típusú és P2P-t, kártyaemulációs módot és olvasást/írást támogató mobiltelefonok.
• SampLe alkalmazás NDEF üzenetek olvasásához és írásához.
• SampAz X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyához elérhető megvalósítások NUCLEO-L053R8 vagy NUCLEO-L476RG fejlesztőkártyára csatlakoztatva.
• Könnyű hordozhatóság a különböző MCU-családok között az STM32Cube-nak köszönhetően.
• Teljes RF/NFC absztrakció (RFAL) az összes főbb technológiához, beleértve a teljes ISO-DEP és NFCDEP rétegeket is.
• Ingyenes, felhasználóbarát licencfeltételek.

Ez a szoftver nagy teljesítményű HF olvasó/NFC front-end IC illesztőprogramokat tartalmaz az ST25R3916/ST25R3916B eszközhöz, STM32-n fut. Az STM32Cube szoftvertechnológiára épül, hogy megkönnyítse a hordozhatóságot a különböző STM32 mikrokontrollerek között. Ez a firmware-csomag komponens eszközillesztőket, kártya támogatási csomagot és hasonlókat tartalmazample alkalmazás, amely bemutatja az X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya használatát STM32 Nucleo kártyákkal.
A sampAz alkalmazás az ST25R3916/ST25R3916B lekérdezési hurokban konfigurálja az aktív és passzív eszközészlelést. Amikor egy passzív tag vagy aktív eszközt észlel, az olvasó mező egy megfelelő LED bekapcsolásával jelzi az észlelt technológiát. Az ST25R3916/ST25R3916B induktív ébresztési módba is beállítható a felhasználói gomb megnyomásával. A lekérdezési ciklus során az sampAz alkalmazás ezenkívül kártyaemulációs módba állítja az ST25R3916/ST25R3916B-t, hogy észlelje az olvasó jelenlétét. A demó minden ST-LINK virtuális COM-porttal végzett tevékenységet naplóz a rendszer hosztjára.
A támogatott RFID technológiák ebben a demóban a következők:

• ISO14443A/NFCA
• ISO14443B/NFCB
• Felica/NFCF
• ISO15693/NFCV
• Aktív P2P
• A és F típusú kártyaemuláció

2.2. Építészet
Ez a teljesen kompatibilis STM32Cube szoftverbővítés lehetővé teszi alkalmazások fejlesztését az ST25R3916/ST25R3916B nagy teljesítményű HF olvasó/NFC kezdeményező IC használatával. Az STM32CubeHAL hardveres absztrakciós rétegen alapul az STM32 mikrokontrollerhez, és kiterjeszti az STM32Cube-ot egy kártyatartó csomaggal (BSP) az X-NUCLEO-FC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyához. Az alkalmazásszoftver a következő rétegeken keresztül érheti el és használhatja az X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyát:
STM32Cube HAL réteg: a HAL illesztőprogram-réteg általános, többpéldányos API-k (alkalmazásprogramozási interfészek) egyszerű készletét biztosítja a felső rétegekkel (alkalmazás, könyvtárak és veremek) való interakcióhoz. Ezek az általános és kiterjesztett API-k közvetlenül egy közös architektúrára épülnek, és lehetővé teszik a fedőrétegek, például a köztes szoftverek számára, hogy megvalósítsák funkcióikat anélkül, hogy az adott mikrovezérlő egység (MCU) hardverinformációitól függnének. Ez a struktúra javítja a könyvtárkód újrafelhasználhatóságát, és garantálja a könnyű hordozhatóságot más eszközök között.

• Board support csomag (BSP) réteg: támogatja az STM32 Nucleo kártyán lévő perifériákat (az MCU-n kívül). Ez az API-készlet programozási felületet biztosít bizonyos kártya-specifikus perifériákhoz, mint például a LED, a felhasználói gomb stb. Ez az interfész segít az adott kártyaverzió azonosításában is.
• Köztes szoftveres NRF absztrakciós réteg (RFAL): Az RFAL számos funkciót biztosít az RF/NFC kommunikációhoz. A különböző RF IC-ket (meglévő ST25R3911B termékcsalád és jövőbeli ST25R391x eszközök) egy közös és könnyen használható interfész alá csoportosítja.

Az RFAL által biztosított protokollok a következők:

• ISO-DEP (ISO14443-4 adatkapcsolati réteg, T=CL)
• NFC-DEP (ISO18092 adatcsere protokoll)
• NFC-A \ ISO14443A (T1T, T2T, T4TA)
• NFC-B \ ISO14443B (T4TB)
• NFC-F \ FeliCa (T3T)
• NFC-V \ ISO15693 (T5T)
• P2P \ ISO18092 (NFCIP1, passzív-aktív P2P)
• ST25TB (ISO14443-2 B típusú saját protokollal) Belső,

Az RFAL három alrétegre oszlik:

• RF HL – RF magasabb réteg
• RF HAL- RF hardveres absztrakciós réteg
• RF AL – RF absztrakciós réteg

1. ábra RFAL blokkdiagram

RF HL		RFAL NFC
RFAL	jegyzőkönyv	ISO DEP				NFC DEP
	Technológiák	NFC-A	NFC-B	NFC•F	NFC-V	CINEGE	T2T	TAT	ST25TB
RF HAL		RF
		RF konfigurációk
		ST25R3911		ST25R3916			ST25R95

Az RF HAL moduljai chipfüggőek, megvalósítják az RF IC illesztőprogramot, konfigurációs táblázatokat és speciális utasításokat a HW számára a fizikai RF funkciók végrehajtásához. A hívó fél interfésze egy megosztott RF fejléc file amely ugyanazt a felületet biztosítja a felső rétegekhez (minden chiphez). Az RFAL további két alrétegre bontható:

• Technológiák: technológiai modulok, amelyek megvalósítják az összes konkrétumot, keretezést, időzítést stb
•  Protokollok: protokoll implementáció, beleértve az összes keretezést, időzítést, hibakezelést stb.

Ezeken felül az alkalmazási réteg olyan RFAL funkciókat használ, mint az NFC Forum Activities (NFCC), az EMVCo, a DISCO/NUCLEO demó stb. Az RFAL NFC modul interfészt biztosít a gyakori tevékenységek végrehajtásához poller/hallgató eszközként. Az IC-k legalacsonyabb funkcióihoz való hozzáférést az RF modul biztosítja. A hívó közvetlenül használhatja bármelyik rádiófrekvenciás technológiát vagy protokollréteget anélkül, hogy speciális hardverkonfigurációs adatokra lenne szüksége.
2. ábra X-CUBE-NFC6 szoftver architektúra

2.3 Mappaszerkezet

A szoftvercsomag a következő mappákat tartalmazza:

• Dokumentáció: ez a mappa egy lefordított HTML-t tartalmaz file a forráskódból generált, amely részletezi a szoftverösszetevőket és API-kat.
• Illesztőprogramok: ez a mappa tartalmazza a HAL illesztőprogramokat, az egyes támogatott kártyákhoz vagy hardverplatformokhoz tartozó kártyaspecifikus illesztőprogramokat, beleértve a beépített komponenseket, valamint a CMSIS gyártótól független hardverabsztrakciós réteget a Cortex-M processzorokhoz.
• Köztes szoftverek: ez a mappa tartalmazza az RFAL-t (RF absztrakciós réteg). Az RFAL számos funkciót biztosít az RF/NFC kommunikáció végrehajtásához. Az RFAL a különböző RF IC-ket (ST25R3911/ST25R3916/ST25R3916B és jövőbeli ST25R391x eszközök) egy közös és könnyen használható interfész alá csoportosítja.
• Projektek: ez a mappa két s-t tartalmazampalkalmazás plamples:
  – Tag Detect-Card emuláció
  – NDEF üzenetek olvasása és írása

Ezeket a NUCLEO-L476RG vagy NUCLEO-L053R8 platformhoz biztosítják három fejlesztői környezethez (IAR Embedded Workbench for ARM, Keil Microcontroller Development Kit (MDK-ARM) és STM32CubeIDE).
2.4 API-k
A felhasználó számára elérhető API-kkal kapcsolatos részletes műszaki információk egy összeállított CHM-ben találhatók file a szoftvercsomag „RFAL” mappájában található, ahol az összes funkció és paraméter teljes leírása megtalálható. Az NDEF API-kkal kapcsolatos részletes műszaki információk a .chm-ben érhetők el file a „doc” mappában tárolva.
2.5 Sample alkalmazás
A sampAz X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyát használó alkalmazás a NUCLEOL476RG vagy NUCLEO-L053R8 fejlesztőkártyával a „Projektek” könyvtárban található. Az építésre kész projektek több IDE-hez is elérhetők. Ebben az alkalmazásban az NFC tags A P2P-t támogató különböző típusú mobiltelefonokat az ST25R3916/ST25R3916B nagy teljesítményű HF olvasó/NFC front-end IC érzékeli (további részletekért lásd a CHM dokumentációját file a forráskódból generált). A rendszer inicializálása és az óra konfigurálása után a LED101, LED102, LED103, LED104, LED105 és LED106 3-szor villog. Ezután a LED106 világít, jelezve, hogy az olvasómező aktiválva van. Amikor a tag A készülék a közelben érzékeli, egy LED világít az alábbiak szerint.
2. táblázat: LED világít tag érzékelés

NFC tag típus	LED világít tag érzékelés
NFC F TÍPUS	LED101/F típus
NFC B TÍPUS	LED102/B típus
NFC A TÍPUS	LED103/A típus
NFC V. TÍPUS	LED104/V típus
NFC TÍPUS AP2P	LED105/AP2P típus

Ha egy olvasó megközelíti az X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártyát, a szoftver kártyaemulációs módba lép, és az ent parancstípustól függően bekapcsolja az NFC TYPE A és/vagy az NFC TYPE FLED funkciót.
Alapértelmezés szerint az X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 nem ír adatokat a tag, de ezt a lehetőséget a -ban definiált előprocesszor engedélyezheti file demo.h.
A kártyaemuláció és a poller mód szintén engedélyezhető/letiltható ugyanezzel az eljárással.
A csomag tartalmazza az ST virtuális kommunikációs port interfészét is. A kártya bekapcsolása után a kártya inicializálódik, és STLink virtuális COM-portként szerepel.
4. ábra: Virtuális COM-portok felsorolása

A virtuális COM-port számának ellenőrzése után nyisson meg egy Windows terminált (HyperTerminal vagy hasonló) az alábbi konfigurációval (engedélyezési lehetőség: Implicit CR LF-en, ha elérhető).

A terminálablak több, az alább láthatóhoz hasonló üzenetet ad vissza a sikeres csatlakozás megerősítésére.
6. ábra. Az X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya sikeres inicializálása

A második sampAz alkalmazás elérhető a második projektcél kiválasztásával, az „STM32L476RGNucleo_Polling”TagDetectNdef”.Ez az alkalmazás kezeli az NDEF üzeneteket tags.

• Amikor a firmware elindul, egy menü jelenik meg a konzolnaplóban.
• A felhasználói gomb segítségével több lehetőség közül választhat, beleértve az NDEF tartalom olvasását, szöveges rekord írását,
• URI rekord írása és formázása tag NDEF tartalomhoz.
• A demó kiválasztása után érintse meg a a tag hogy lássa a bemutatót.

7. ábra: X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya felhasználói gombopciói

Rendszerbeállítási útmutató

3.1 Hardver leírása
3.1.1STM32 Nucleo
Az STM32 Nucleo fejlesztőkártyák megfizethető és rugalmas módot kínálnak a felhasználók számára a megoldások tesztelésére és prototípusok készítésére bármely STM32 mikrokontroller vonalon. Az Arduino csatlakozási támogatás és az ST morpho csatlakozók megkönnyítik az STM32 Nucleo nyílt fejlesztői platform funkcionalitásának bővítését a speciális bővítőkártyák széles választékával. Az STM32 Nucleo kártya nem igényel külön szondákat, mivel integrálja az ST-LINK/V2-1 hibakeresőt/programozót. Az STM32 Nucleo kártyához tartozik az átfogó STM32 szoftver HAL könyvtár, valamint különféle csomagolt szoftverek, pl.ampkülönböző IDE-khez (IAR EWARM, Keil MDK-ARM, STM32CubeIDE, mbed és GCC/LLVM). Minden STM32 Nucleo felhasználó ingyenesen hozzáférhet az mbed online erőforrásokhoz (fordító, C/C++ SDK és fejlesztői közösség) a következő címen: www.mbed.org komplett alkalmazások egyszerű elkészítéséhez.
8. ábra: STM32 Nucleo kártya

X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya Az X-NUCLEO-NFC06A1
Az NFC kártyaolvasó bővítőkártya az ST25R3916 eszközre épül. A bővítőkártya úgy van beállítva, hogy támogassa az ISO14443A/B, ISO15693, FeliCa™ és AP2P kommunikációt. Az ST25R3916 olvasó módban kezeli a keretkódolást és a dekódolást olyan szabványos alkalmazásokhoz, mint az NFC, a közelség és a közeli HF RFID szabványok. Támogatja az ISO/IEC 14443 A és B típusú, az ISO/IEC 15693 (csak egyetlen segédvivő) és az ISO/IEC 18092 kommunikációs protokollokat, valamint az 1., 2., 3., 4. és 5. típusú NFC fórum észlelését, olvasását és írását. tags. A fedélzeti kis teljesítményű kapacitív érzékelő rendkívül alacsony fogyasztású ébresztést hajt végre az olvasómező bekapcsolása nélkül, és hagyományos induktív ébresztést ampfény- vagy fázismérés. Az automatikus antennahangolás (AAT) technológia lehetővé teszi a működést fémes részek közelében és/vagy változó környezetben.
9. ábra X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya

3.1.3X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya
Az X-NUCLEO-NFC08A1 NFC kártyaolvasó bővítőkártya az ST25R3916B eszközön alapul. A bővítőkártya úgy van beállítva, hogy támogassa az ISO14443A/B, ISO15693, FeliCa™ és AP2P kommunikációt. Az ST25R3916B olvasó módban kezeli a keretkódolást és a dekódolást olyan szabványos alkalmazásokhoz, mint az NFC, a közelség és a közeli HF RFID szabványok. Támogatja az ISO/IEC 14443 A és B típusú, az ISO/IEC 15693 (csak egyetlen segédvivő) és az ISO/IEC 18092 kommunikációs protokollokat, valamint az 1., 2., 3., 4. és 5. típusú NFC fórum észlelését, olvasását és írását. tags. A beépített kis teljesítményű kapacitív érzékelő rendkívül alacsony fogyasztású ébresztést hajt végre az olvasómező bekapcsolása nélkül, és hagyományos induktív ébresztést hajt végre. ampfény- vagy fázismérés. Az automatikus antennahangolás (AAT) technológia lehetővé teszi a működést fémes részek közelében és/vagy változó környezetben.
10. ábra X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya

3.2 Szoftver leírás
Szoftver leírás A következő szoftverösszetevőkre van szükség ahhoz, hogy megfelelő fejlesztői környezetet hozzon létre az NFC bővítőkártyával felszerelt STM32 Nucleo alkalmazások létrehozásához:

• X-CUBE-NFC6: az STM32Cube bővítése az NFC alkalmazások fejlesztésére. Az X-CUBENFC6 firmware és a kapcsolódó dokumentáció itt érhető el www.st.com.
• Fejlesztői eszközlánc és fordító. Az STM32Cube bővítőszoftver a következő három környezetet támogatja:
  – IAR Embedded Workbench for ARM ® (EWARM) eszközlánc + ST-LINK
  – Keil Microcontroller Development Kit (MDK-ARM) eszközlánc + ST-LINK
  – STM32CubeIDE + ST-LINK

3.3 Hardver setup
A következő hardverösszetevőkre van szükség:

• Egy STM32 Nucleo fejlesztői platform (javasolt rendelési kód: NUCLEO-L476RG vagy NUCLEOL053R8)
• Egy ST25R3916/ST25R3916B nagy teljesítményű HF olvasó/NFC előlapi IC bővítőkártya (rendelési kód: X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1)
• Egy USB típusú A–Mini-B USB-kábel az STM32 Nucleo számítógéphez való csatlakoztatásához

3.4 Szoftverbeállítás
3.4.1 Fejlesztési eszközláncok és fordítók
Válassza ki az STM32Cube bővítőszoftver által támogatott integrált fejlesztői környezetek (IDE) egyikét, és olvassa el az IDE-szolgáltató által biztosított rendszerkövetelményeket és beállítási információkat.
3.5 A rendszer beállítása
3.5.1 STM32 Nucleo és X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya beállítása
Az STM32 Nucleo kártya integrálja az ST-LINK/V2-1 hibakeresőt/programozót. Az ST-LINK/V2-1 USB illesztőprogramot az STSW-LINK009 címről töltheti le. Az X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya egyszerűen csatlakoztatható az STM32 Nucleo fejlesztőkártyához az Arduino™ UNO R3 bővítőcsatlakozón keresztül. Interfész az STM32 mikrokontrollerrel az STM32 Nucleo kártyán az SPI szállítási rétegen keresztül. Az I²C kommunikáció is lehetséges, de ehhez a következő hardvermódosítások szükségesek:

• forrasztó ST2 és ST4 jumperek
• forrasztó R116 és R117 felhúzó ellenállások
• távolítsa el az SPI forrasztóhidat
• helyezze el az I²C forrasztóhidat Az I²C illesztőprogram-fordítás aktiválásához használja az RFAL_USE_I2C előprocesszor-fordítási jelzőt, és szükség esetén át kell neveznie a USE_HAL_SPI_REGISTER_CALLBACKS-t a USE_HAL_I2C_REGISTER_CALLBACKS segítségével.

11. ábra: X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya és NUCLEO-L476RG fejlesztőkártya

3.5.2STM32 Nucleo és X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya beállítása
Az STM32 Nucleo kártya integrálja az ST-LINK/V2-1 hibakeresőt/programozót. Az ST-LINK/V2-1 USB illesztőprogramot az STSW-LINK009 címről töltheti le. Az X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya egyszerűen csatlakoztatható az STM32 Nucleo fejlesztőkártyához az Arduino™ UNO R3 bővítőcsatlakozón keresztül. Interfész az STM32 Nucleo kártyán található STM32 mikrokontrollerrel az SPI szállítási rétegen keresztül. I²C kommunikáció is lehetséges.

Revíziótörténet

3. táblázat: Dokumentum felülvizsgálati előzmények

Dátum	Változat	Változások
18. július 19	1	Kezdeti kiadás.
19. október 22	2	Frissített bevezetés, 2.1 szakasz végeview, 2.2. szakasz Architektúra, 2.3. szakasz Mappaszerkezet, 2.5. szakasz Sample alkalmazás, 3.2. szakasz Szoftverleírás, 3.3. szakasz Hardverbeállítás és 3.5.1. szakasz STM32 Nucleo és X-NUCLEO-NFC06A1 bővítőkártya beállítása. Hozzáadott 3.1.3 szakasz X-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya és 3.5.2 STM32 Nucleo és-NUCLEO-NFC08A1 bővítőkártya beállítás.

FONTOS MEGJEGYZÉS – OLVASSA EL FIGYELMESEN

Az STMicroelectronics NV és leányvállalatai („ST”) fenntartják a jogot, hogy bármikor, előzetes értesítés nélkül módosítsák, javítsák, bővítsék, módosítsák és tökéletesítsék az ST-termékeket és/vagy ezt a dokumentumot. A vásárlóknak meg kell szerezniük a legfrissebb releváns információkat az ST-termékekről a rendelés leadása előtt. Az ST termékek értékesítése a megrendelés visszaigazolásakor érvényes ST értékesítési feltételek szerint történik.
Kizárólag a vásárlók felelősek az ST-termékek kiválasztásáért, kiválasztásáért és használatáért, és az ST nem vállal felelősséget az alkalmazási segítségért vagy a vásárlók termékeinek tervezéséért.
Az ST jelen dokumentumban nem ad kifejezett vagy hallgatólagos licencet semmilyen szellemi tulajdonjogra. Az ST termékeknek az itt leírtaktól eltérő rendelkezésekkel történő viszonteladása érvénytelenít minden, az ST által az ilyen termékre adott garanciát. Az ST és az ST logó az ST védjegyei.
Az ST védjegyekkel kapcsolatos további információkért lásd: www.st.com/trademarks. Az összes többi termék- vagy szolgáltatásnév a megfelelő tulajdonosok tulajdona. A jelen dokumentumban szereplő információk felülírják és felváltják a jelen dokumentum bármely korábbi verziójában korábban megadott információkat.

© 2022 STMicroelectronics 
Minden jog fenntartva

Dokumentumok / Források

ST UM2616 X-CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó [pdf] Felhasználói kézikönyv UM2616 X-CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó, UM2616, X-CUBE-NFC6 nagy teljesítményű HF olvasó, X-CUBE-NFC6, nagy teljesítményű HF olvasó, nagy HF olvasó, HF olvasó, nagy teljesítményű olvasó, olvasó, NFC kezdeményező IC Szoftverbővítés az STM32Cube-hoz

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv