本文详细说明了如何将NFC读卡器库移植到Kinetis K64F微控制器。本文使用一个真实的移植案例来展示将NFC读卡器库移植到示例目标MCU所需的步骤。 这篇文章的目的是可以作为一份指南，帮助软件开发人员将NFC读卡器库移植到他们的设计所选择的MCU中。

NFC读卡器库概述

NFC读卡器库是一系列的软件组合，用于创建和开发具有可定制固件的恩智浦NFC前端和NFC控制器的非接触式应用。该库提供了一个API，可以简化NFC应用中所需的最常见操作，例如：将数据读取或写入非接触式卡、与其他支持NFC的设备交换数据或模拟卡。 NFC读卡器库具有以下特性：

●    它基于模块化方法

●    它的设计采用灵活并且多层的架构

●    它是用ANSI-C编程语言编写的

●    它受到多种设计环境和平台的支持，并且开发的重点是便携性。

●    它可以免费下载。

NFC Reader Library v5.02.00目前支持：

●    我们所有的NFC前端（CLRC663 plus PN5180）和PN7462 NFC控制器。

●    他们相应的开发板，用作恩智浦参考硬件（CLEV6630B、PNEV5180B、PNEV7662B）

●    并且内置MCU支持，LPC1769，LPC11U68，FRDM-K82F和Raspberry Pi。

此外，该版本还包括几个例子来熟悉库，可以将其用作开发的参考，并且还包括一个包含所有组件的基于HTLM的API文档，该文档从源代码注释生成。

NFC读卡器库架构

NFC读卡器库被封装成以不同颜色区分的层和以不同的方框区分的组件。从上到下，我们有：

●    应用层（AL），实现了与MIFARE卡和NFC标签交互的命令集。

●    NFC活动，实现用于检测非接触卡、NFC标签或其他NFC设备的可配置发现回路。

●    其次是HCE和P2P组件，分别用于仿真Type 4标签和P2P数据交换。

●    协议抽象层（PAL），其中包含ISO14443、Felica、接近和NFC标准的RF协议实现。

●   下一个层，硬件抽象层（HAL），它实现了用于控制NFC前端RF接口和功能的驱动程序。

●    下面是最新推出的驱动程序抽象层（DAL），它实现主机MCU和读卡器IC之间的GPIO锁定、定时器配置和物理接口（BAL）。

●    最后，OSAL模块负责抽象OS或RTOS细节（处理诸如定时器、事件、信号量和线程之类的任务）

这种分层架构有以下几个原因：

1.  应用层（AL）和协议抽象层（PAL）这11个软件例子是独立于硬件的，因此可以在任何NFC前端之上使用。

2.  应用层（AL）、协议抽象层（PAL）和硬件抽象层（HAL）是独立于平台的，因此可以在任何MCU上运行而无需任何其他的改变。

如果读卡器MCU是内置支持的元件，这些示例可以直接导入并直接执行。另一方面，如果默认读卡器MCU不被支持，主要的优势是只需要修改DAL和OSAL层，而其余层可以不经任何修改地使用。

MCUXpresso开发环境中导入时，可以更清楚地看到NFC读卡器库的结构。完成导入向导后，所有项目都列在“Project Explorer”窗口中。从截图中可以看出，它包含不同的文件夹：

●   API文档文件夹

●   驱动程序抽象层

●   FreeRTOS支持

●   平台支持（在屏幕截图中，对应于LPC支持）

●   软件示例（11个）

●   读卡器库的实现

●   以及OS抽象层

NFC读卡器库移植到FRDM-K64F的步骤

在现有的NFC Reader Library v5.02.00版本中，对Kinetis K64F没有本地支持。但是，它包含了Kinetis K82F MCU的预编译包。我们使用K82F NFC读卡器库软件包作为参考项目，开始移植到K64F MCU。该软件包可从www.nxp.com/pages/:NFC-READER-LIBRARY下载。将库移植到Kinetis K64F所需的步骤如下：

1.    准备硬件（即Kinetis和NFC读卡器之间的引脚连接）。

2.    建立开发环境（即工作空间）。

3.    在项目配置设置中进行一些更改

4.    在DAL和应用程序代码中执行一些代码修改以添加Kinetis K64F支持。

NFC读卡器库移植到FRDM-K64F的步骤 - 准备硬件

该移植示例需要的硬件包含：

●    CLEV6630B评估板（CLRC663 plus），作为NFC收发器

●   作为主MCU的FRDM-K64F开发板（Kinetis K64F），用于加载和运行应用程序逻辑。

CLRC663 plus评估板默认通过SPI连接到LPC1769微控制器。但是，该电路板这样设计是为了使得LPC1769 MCU可以被轻松地旁路以连接外部MCU。为此：

●   需要拆除电路板上的六个电阻。这些以红色突出显示。

●   使用电路板边缘左侧的SPI引脚连接器。

接下来，将两个电路板连接在一起，按如下方式完成电路布局：

●   我们使用Kinetis K64F跳线2引脚线作为SPI通信的MOSI、MISO、片选和时钟线。

●   CLRC663 plus的IRQ、接口选择和复位引脚连接在跳线1的引脚线上。

●   另外，使用一个接地引脚作为参考点。

因此，不需要复杂的硬件操作，因为所有的接口都可以通过专用的插头或测试点轻松接入。

NFC读卡器库移植到FRDM-K64F的步骤 - 建立开发环境

一旦硬件连接准备就绪，我们可以开始建立开发环境和工作空间。

获取最新的NFC读卡器库版本

从软件的角度来看，首先我们需要下载最新的NFC Reader Library软件包。要做到这一点：

1.    转到恩智浦官网的NFC读卡器库页面（www.nxp.com/pages/:NFC-READER-LIBRARY）

2.    转到“下载”选项卡，然后单击“下载”按钮

3.    单击下载NFC Reader Library for Kinetis K82F package。

为FRDM-K64F开发板生成可下载的SDK包

作为恩智浦支持的一部分，其驱动程序、中间件、实时操作系统演示等软件开发工具包可用于其任何Kinetis和LPC微控制器。我们需要构建一个与K64F SDK相对应的SDK。因此：

1.    导航到www.mcuxpresso.nxp.com，并选择SDK构建器选项。

2.    然后，使用下拉菜单来定制您的SDK配置、中间件和包含在软件包中的可选软件组件。

3.    选择请求构建。

4.    几分钟后，您将收到一封电子邮件，其中包含下载SDK包的链接，与下图中显示的非常相似。

将NFC读卡器库导入到MCUXpresso工作区

配置开发环境的下一步是在工作区中导入库开发包。最简单的方法是使用左侧的快速启动面板。

1.    点击快速启动面板的导入项目

2.    然后，浏览到文件系统中的库开发包的位置。

3.    单击完成，将其全部导入到您的工作区。

安装并连接FRDM-K64F SDK到MCUXpresso工作区

最后一步是导入我们从MCUXpresso工具配置的K64F自定义SDK。要做到这一点：

1.    只需将SDK拖放到MCUXpresso IDE的已安装的SDK选项卡中即可。

2.    将SDK导入工作区并将其与软件示例链接。它将在项目浏览器窗口中显示为另一个文件夹。

如果K64F SDK已经正确导入工作区，我们应该会看到一个新的K64F下拉菜单。从那里，我们应该选择K64F，然后单击应用，以便将K64F的内存详细信息设置为项目示例。

NFC读卡器库移植到FRDM-K64F的步骤 - 项目配置更改

现在我们已经准备好了硬件和软件开发的工作空间。在这一步中，我们将开始移植NfcrdlibEx1_BasicDiscoveryLoop软件示例，该示例由NFC Reader Library提供。

在项目的MCU设置中选择FRDM-K64F SDK

项目MCU设置是首先要改变的配置之一。这些设置指示哪个目标主机器件运行应用程序代码。这些设置可以操作如下：

1.    在项目示例>Properties上右击

2.    在Properties窗口的左侧列表中，打开“C ++ build”并选择“MCU settings”

3.    在右侧面板中，我们可以看到K82F微控制器的相应设置。

左图显示了为K82F准备的默认SW示例使用的项目配置设置，右图显示了移植到K64F的SW示例使用的最终项目配置设置。

在项目中定义FRDM-K64F SDK预处理器符号

之后，我们需要更改编译器的预处理器设置，这些设置可以在C ++ Build> Settings中找到。在NFC读卡器库的项目示例中，像#ifdef和#ifndef这样的条件指令用于包含或排除实际编译中的部分代码。只有在项目编译器预处理器设置中定义了MACRO时，条件代码才包含在程序编译中。

在左侧，我们可以看到原始项目的定义宏。其中包括定义所使用的硬件是PN518和K82F开发板的一个。因此，在移植的项目中，我们需要用对应于K64F的新宏替换K82F对应的宏。

例如，PHDRIVER_K64_CLRC663宏在编译中包含与移植项目（用于开发板引脚和GPIO配置，SPI设置或定时器）中使用的新硬件相关的文件。准确地说，这些文件包含在驱动程序抽象层（DAL）的BoardSelection.h文件中。

为FRDM-K64F SDK文件添加包含路径

将头文件包含到我们的项目中时，必须通知编译器必须搜索哪些目录才能找到这些文件。我们可以这样操作：

1.    打开项目属性。

2.    在左侧列表中，打开“C ++ Build”并选择“Settings”。

3.    在右侧窗格中，选择“Includes”部分。

4.    点击“Add”图标。

在左图中，我们看到编译器包含原始示例的K82F SDK的路径。在已移植的示例中，K64F SDK源将不会编译，因为我们没有告诉编译器所有新的包含路径。因此，我们需要添加指向K64F SDK的新包含路径，并将它们放入MCUXpresso IDE项目中。在右图中，您可以看到为此目的而包含的路径。这些路径主要参考板子系统初始化，板卡驱动程序，CMSIS文件和调试使用情况。

为FRDM-K64F MCU汇编器添加包含路径

在MCU汇编程序中，要更改的最后一个MCUXpresso设置。这可以在右侧面板中找到，选择“MCU Assembler”并选择“General”。

在原始源代码中，K82F SDK使用了一个路径。在已移植的示例中，我们只需删除前面的包含路径，并将其替换为指向我们工作空间中的K64F SDK的相应路径。

NFC读卡器库移植到FRDM-K64F的步骤 - 代码更改

到目前为止，我们已经准备好硬件，开发环境和项目配置设置。此时，在移植完成之前只有很少的代码更改，软件示例可以在K64F中运行。

适用于FRDM-K64F的DAL驱动程序

NFC读卡器库的分层结构使得移植更容易，因为只有较低的驱动程序需要更改。该驱动程序包括以下功能：

●    CLRC663 plus和K64F之间的物理链路连接建立

●    定时器和中断的init函数使得它们被应用层正确地使用。

转到NfcrdlibEx1-BasicDiscovery循环项目结构，它包含几个文件夹。如果我们打开DAL> board文件夹，我们可以在每个支持的平台上观察到一个源文件（带有PN5180和CLRC663的LPC，Raspberry Pi和Kinetis K82F也是如此）。我们的移植任务是为新的受支持的电路板K64F和CLRC663（例如Board_FRDM_K64FRc663.h）创建一个等效的源文件。这个文件包括

●    相关的电路板引脚和GPIO配置

●    SPI配置

●    定时器配置

另外，我们需要包含主板，pin_mux和时钟配置文件。

使用SDK示例获取FRDM-K64F板的特定配置

在某些情况下，实现这些电路板特定的文件可能是耗时的，可能需要经验。但是，您不需要这样做，而是使用现有的源文件。为此，您可以使用任何现有的SDK软件示例。您可以轻松导入一个SDK示例：

1.    点击快速开始菜单中的“Import SDK”示例>选择FRDM-K64F板。

2.    选择演示示例。

每个示例应用程序都有自己独特的电路板副本，引脚复用器和时钟配置文件，您可以重复使用该端口（注意：根据所使用的MCU，此过程可能会有所不同）。

在源代码中添加FRDM-K64F宏定义

接下来，沿着项目树，我们需要添加#ifdef指令，指示需要编译的K64F开发板文件。包含：

●    BoardSelection.h文件

●    ph_NxpBuild_App.h，通过启用HAL层中的CLRC663 plus模块将电路板与读卡器IC连接起来。

●    ph_AppInit.h，以便在阅读器设备启动时对板进行初始化。

添加FRDM-K64F CPU初始化代码

ph_AppInit.h文件负责代码初始化和特定于用于运行示例的HW的代码。作为这个ph_AppInit.h文件的一部分，有一个负责主MCU初始化的功能。在这里，我们需要根据之前选择的SDK示例源代码来实现K64F init的相应功能。如果我们看一下这个例程，我们实际上可以找到以下功能：

●    配置MCU时钟。

●    配置MCU引脚。

●    配置中断（PIT）。

移植NFC读卡器库到FRDM-K64F的步骤：NfcrdlibEx1_BasicDiscoveryLoop执行

按照前面的步骤，源代码被成功移植到K64F。以下视频演示了连接到CLRC663 plus NFC前端（CLEV6630B）的FRDM-K64F主MCU中的NfcrdlibEx1_BasicDiscoveryLoop示例的正确执行。

该视频包括一个网络摄像头，用于记录硬件，包括K64F和CLRC663加天线之间的所有接线。代码生成并编译完成后，视频将显示如何使用一些标签来验证示例是否按预期工作（标签的UID显示在MCUXpress控制台中）。 。

将NFC读卡器库移植到目标MCU的一般注意事项

总体而言，将NFC阅读器库移植到目标MCU所需的一般步骤如下：

1.    将MCU驱动程序调整到NFC读卡器库中的DAL层。这通常包括：定时器，中断，NFC读卡器和主MCU侧之间的定位和主机接口配置。

2.    调整OS层（即，您可能需要将FreeRTOS移植到目标OS平台）。

3.    调整源代码示例：项目设置（宏，包含路径，MCU配置）并执行所需的代码修改（用于HW初始化，板文件等的代码）。

参考链接

■    NFC读卡器库：www.nxp.com/pages/:NFC-READER-LIBRARY

■    CLRC663 plus：www.nxp.com/products/:CLRC66303HN

■    CLRC663 plus开发套件：www.nxp.com/demoboard/OM26630

■    FRDM-K64F开发板：www.nxp.com/demoboard/FRDM-K64F

本文翻译自https://community.nxp.com/docs/DOC-340025，非常感谢 Jordi Mk 做出的贡献。如有错漏，敬请指正。