NXP低功耗藍牙控制的機器人參考設(shè)計

　　Bluetooth® Low Energy （BLE）控制的機器人參考設(shè)計采用FRDM-KW40板和Pololu Zumo機器人開發(fā)，并且可以通過手機APP控制。BLE控制的機器人基于KineTIs KW40Z片上系統(tǒng)（SOC），該系統(tǒng)包括一個ARM® Cortex® M0+處理器，并配有面向BLE和802.15.4的2.4 GHz無線電。它采用HID over GATT配置文件實施，用作人機接口設(shè)備。該軟件提供的特性包括：BLE數(shù)據(jù)到手機app的傳輸、電機控制和電池監(jiān)測，等等。

　　1、低功耗藍牙控制的機器人系統(tǒng)框圖

　　2、低功耗藍牙控制的機器人參考設(shè)計特性

　　其中包括恩智浦超低功耗的KineTIs KW40Z SoC，它為便攜式、超低功耗的嵌入式系統(tǒng)提供Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy （BLE） v4.1和/或IEEE® 802.15.4-2011射頻連接

　　使用KineTIs軟件開發(fā)工具包（SDK）開發(fā)，面向KineTIs MCU提供全面的軟件支持，包括一個硬件抽象層（HAL）、每個MCU外設(shè)的驅(qū)動、連接堆棧、中間件、實時操作系統(tǒng)以及應(yīng)用示例，旨在簡化和加快基于Kinetis微控制器的應(yīng)用開發(fā)。

　　3、支持器件

　　KW40Z： Kinetis® KW40Z-2.4 GHz雙模式：BLE和802.15.4無線連接微控制器（MCU），基于ARM® Cortex®-M0+內(nèi)核

　　KW40Z是一款高集成度的單芯片器件，讓便攜式、超低功耗的嵌入式系統(tǒng)具備Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy （BLE） v4.1和IEEE® 802.15.4-2011射頻連接。應(yīng)用包括便攜式醫(yī)療設(shè)備、可穿戴的運動和健身設(shè)備、AV遙控器、電腦鍵盤和鼠標、游戲控制器、門禁、安防系統(tǒng)、智能能源和家庭網(wǎng)絡(luò)。

　　KW40Z MCU集成了一個2.4 GHz收發(fā)器，支持多種FSK/GFSK和O-QPSK調(diào)制，一個ARM® Cortex®-M0+ 處理器，160 KB閃存和20 KB SRAM，BLE鏈路層硬件，802.15.4分組處理器，硬件安全和外圍設(shè)備，優(yōu)化后滿足目標應(yīng)用的要求。KW40Z擁有足夠的片上內(nèi)存，可為多模應(yīng)用同時運行Bluetooth Low Energy協(xié)議棧和IEEE 8021.5.4 MAC/PHY。

　　KW40Z結(jié)構(gòu)框圖

　　特性

　　多協(xié)議無線電方面：

　　符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1

　　符合IEEE Std. 802.15.4-2011標準

　　典型的接收靈敏度（BLE） = -91 dBm

　　典型的接收靈敏度（802.15.4） = -102 dBm

　　發(fā)射輸出功率可設(shè)置：-20 dBm至+5 dBm

　　內(nèi)核和存儲器方面：

　　高達48 MHz ARM® Cortex-M0+內(nèi)核

　　片上160 KB閃存

　　片上20 KB SRAM

　　功耗低，工作電壓范圍：

　　9個低功耗模式，根據(jù)應(yīng)用需求提供優(yōu)化的電源

　　典型接收/發(fā)送電流（直流/支持直流）： 6.5 mA / 8.4 mA

　　旁路電壓：1.71V至3.6V

　　DCDC轉(zhuǎn)換器降壓配置：2.1V至4.2V

　　DCDC轉(zhuǎn)換器升壓配置：0.9V 至1.795V

　　模擬模塊：

　　16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

　　12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC）

　　6位高速模擬比較器（CMP）

　　安全性：

　　AES-128加速器（AESA），真隨機數(shù)發(fā)生器（TRNG）

　　支持軟件：

　　BLE主機協(xié)議棧和配置文件、802.15.4 MAC和SMAC

　　Kinetis®軟件開發(fā)套件（SDK）

　　FreeRTOS內(nèi)核和裸機非搶占任務(wù)調(diào)度器