译者：陈广 日期：2020-6-21
前段时间在逛 B 站搜 NFC 资料时，意外看到意法半导体公司出的一套介绍 ST25 系列芯片的视频，网址如下：
看完这系列视频后，发现意法半导体出了一款 ST25DV 芯片，此芯片除了可作为 NFC 标签芯片外，还具备 I2C 接口，可通过单片机对内部数据进行访问。更为强大的是，手机可通过此芯片直接与单片机进行通信。由于一直在写 RFID 的书，对于 NFC 部分怎么写一直有疑惑，内容太多，举棋不定。看到这个视频，我已经知道，这就是我要讲的东西，而且应该作为 RFID 课程的重点。
说干就干，STM 官方出的系列开发板太贵，一块 ST25DV 评估板要 160 多，一个读卡器开发板要 400 多，摸摸干瘪的荷包，算了，还是自己做吧。呵呵，其实自己做花钱多多了。STM 官方的开发板，都会给出电路原理图，虽然我不会设计，但抄还是可以的。当然，为保险起见，还是从最简单的画起。单片机选用我最熟悉的 STM32F103RCT6，之前做键盘时有过成功使用的经验，外接一个 RGB 灯作为输出，然后使用 I2C 连接一个 ST25DV64K 芯片完事。基本就是一个最小系统加一块 ST25DV64K。电路原理图如下图所示：
注意，各位要学习这一块内容，只能对着这个原理图自己绘制并制作开发板了。ST25DV64K 在立创 EDA 中没有封装，只能自己画。现在有现成封装了，因为我画上去了（大家可搜索ST25DV64K）。原理图画完后，就要买原器件了，其它的都好说，就是 ST25DV64K 芯片太难买了，需要从国外购买，得等一个星期。而且价格较贵，10 来块钱。看来用此芯片的人并不多，价格是一个重要因素。不过我还是看好它的前景的，将来智能化社会，很多场景下还是有需求的。购买网址如下，买之前最好先跟店家联系：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-9367661473.10.66533558ls5Qwd&id=599541026813
不幸的是，板子回来后，焊 ST25DV64K 时才发现封装画反了，杯具了。原因是画原理图的时候手上没有现成芯片，另外就是马虎大意了。没办法，只能重新打板了，好在从这块板开始，我不再贴片了（实在烧不起钱贴片了），全手工焊接，损失不大，就是又多花了三天时间。上图留念，左边黑色的是翻车的板子，右边是第二次打的板子。为了焊接这些小元件，另外购买了一个热风枪焊台，解决了焊接的美观问题。板子焊完后发现能用，激动啊！可以开工写一系列文章了！
下面放一张 ST25DV64K 芯片的图像，自行脑补这芯片有多小，只能用热风枪焊接，焊接难度大。
有了开发板后，就可以开始写程序了。
这块开发板，配置了 USB 口，没有配置 UART 口，首先参照《自定义 HID 设备》这篇文章在 STM32CubeMX 中配置好 HID，先不要生成代码，等所有内容配置完成后再回来继续根据这篇文章生定向printf函数。
开发板使用了一个 RGB 灯作为输出，由于本开发板最主要的功能是验证电路，我不想使用数码管液晶屏这类较为复杂的元件。普通的灯珠只能有一种颜色，RGB 灯可以变换不同的颜色，使用简单，价格便宜，观赏性强，作为本开发板的输出元件最合适不过，顺便还可以学习 PWM。关于 PWM 的基础知识，B 站上可以搜到很多，大家自行学习，我这里用自己的理解大概讲一下，帮大家入门。对于灯来说，可以使用高频闪烁让其点亮，而闪烁分为亮和灭两部分，可以控制亮和灭的时间，在高频的情况下，亮的时间越长，那么灯就越亮，如果灭的时间为 0，则灯达到最亮；灭的时间越长，则灯就越暗，如果亮的时间为 0，则灯就全灭了。也就是说可以通过控制亮和灭的时间比来控制灯的亮度，这个就是 PWM 中的占空比。
RGB 灯内部有三盏灯，红灯、绿灯、蓝灯，通过 PWM 控制三盏灯的亮度，可以混合出不同的颜色。一盏 RGB 灯需要连接三个配置为 PWM 功能的 GPIO 口。
接下来在 STM32CubeMX 中配置 PWM。在左侧面板中选中【Timers】项，选中其中的【TIM2】，按下图所示进行配置：
需要注意的是 Prescaler 的计算公式为：频率/(255*255)，即：72000000/(255*255)=1107，最终的 Prescaler 值需减 1。
这里先配置好，用到的时候再写代码，可能要等好久。
由于 ST25DV64K 使用 I2C与单片机进行通信，所以需要配置 I2C。展开左侧面板的【Connectivity】项，选中【I2C1】项，按下图所示进行配置：
ST25DV64K 有两个引脚 LPD 和 GPO，用于低功耗和信号输出，暂时还用不上，但电路上得画，查看电路原理图可看到连接这两个引脚的是 PC8 和 PC9 引脚。另外，开发板上有一个普通 LED 灯，连接的是 PD2 引脚。在 STM32CubeMX 右侧面板中对这三个引脚按下图所示进行配置：
PC9 接的是 GPO 引脚，在使用 RF 对 ST25DV64K 进行各种操作时，可指定某此事件触发时让 GPO 口产生一个脉冲，将 PC9 设为外部中断模式，可在接收此脉冲时产生一个中断，从而通知单片机发生了某些事件。所以需要打开 PC9 的中断。
选中【Pinout & Configuration】面板中的【System Core】项下的【GPIO】项，在右边【Configuration】面板中的【EXTI line[9:5] interrupts】勾选【Enabled】，如下图所示：
STM32CubeMx 居然还可以配置外部设备，实在是太强大了。单击屏幕上方【Additional software】选项卡。
在弹出的窗口中找到【STMicroetectronics.X-CUBE-NFC4】并展开，按照下图所示进行配置：
完成后单击【OK】按钮关闭此窗口。在主窗体左侧展开【Additional Software】项，选中其中的【STMicroetectronics.X-CUBE-NFC4.1.5.2】，按下图所示进行配置：
STM32CubeMX 这块算是配置完成了，外部代码就这样写完了，实在是太爽！接下来写代码看看芯片是否可用。
首先参照《自定义 HID 设备》这篇文章将printf重定向至 HID。
展开左侧【Application/User/NFC】，NFC 相关代码全在这里。
在 main.c 中添加头文件：
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "custom_nfc04a1_nfctag.h"
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */
在main()函数中添加如下代码：
while( CUSTOM_NFCTAG_Init(CUSTOM_NFCTAG_INSTANCE) != NFCTAG_OK );
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
插入位置如下图所示：
将程序烧进开发板，如果灯亮，说明没问题了！可以庆祝一下！
接下来做点更复杂的事情，读取who am I、容量及 UID。
首先在 main.c 文件的/* USER CODE BEGIN PD */下方定义一个宏：
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define CUSTOM_NFCTAG_INSTANCE (0)
/* USER CODE END PD */
接下来在main()函数中的while(1)循环处添加如下代码：
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
uint8_t wai;
/* USER CODE BEGIN 3 */
//读取ST25DV64K的I2C地址（Who am I）
if(CUSTOM_NFCTAG_ReadID(CUSTOM_NFCTAG_INSTANCE, &wai)==NFCTAG_OK)
{
printf("Address = %d\r\n", wai);
}
else
{
printf("Who am I read error!");
}
HAL_Delay(2000);
//读取标签容量
uint32_t size = CUSTOM_NFCTAG_GetByteSize(CUSTOM_NFCTAG_INSTANCE);
printf("Memory Size = %d\r\n", size);
HAL_Delay(2000);
//读取标签 UID
ST25DV_UID uid;
if(CUSTOM_NFCTAG_ReadUID( CUSTOM_NFCTAG_INSTANCE, &uid )==NFCTAG_OK)
{
printf("uid = ");
uint8_t *ptr = NULL;
int i;
ptr = (uint8_t *)&(uid.LsbUid);
for(i=0;i<4;i++)
{
printf("%02X ", *ptr);
ptr++;
}
ptr = (uint8_t *)&(uid.MsbUid);
for(i=0;i<4;i++)
{
printf("%02X ", *ptr);
ptr++;
}
printf("\r\n");
}
else
{
printf("UID read error!\r\n");
}
HAL_Delay(2000);
printf("\r\n");
}
/* USER CODE END 3 */
运行程序，并打开单片机多功能调试助手，上位机接收到的数据如下图所示：
可以看到，ST25DV64K 的 EEPROM 容量为 8K 字节，正好 64KBit。UID 的显示代码有些复杂，主要是为了依照我手头的读卡器读 15693 UID的格式来显示。
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