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快速體驗(yàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線連接——FRDM-KW40Z開(kāi)發(fā)套件評(píng)測(cè)

2016-09-30
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作者：netlhx
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
FRDM-KW40Z開(kāi)發(fā)套件提供了快速體驗(yàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的功能，支持BLE 4.1及802.15.4-2011標(biāo)準(zhǔn)，套件內(nèi)提供了兩塊開(kāi)發(fā)板，可以直接實(shí)現(xiàn)通信，無(wú)需額外的設(shè)備即可快速體驗(yàn)。

物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)大概念，其中設(shè)備的連接是其中的核心，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特別是無(wú)線協(xié)議棧更是五花八門(mén)，令人眼花繚亂，有低功耗的、高速的、網(wǎng)狀的、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的、高頻的、低頻的。具體的邊線連接技術(shù)主要包括Sub-Ghz、BLE、Zigbee、Thread等。這些技術(shù)各有千秋，各有其適用的范圍。無(wú)線MCU和SoC架構(gòu)非常適合可穿戴設(shè)備這樣空間受限的應(yīng)用。

NXP FRDM-KW40Z Freescale Freedom開(kāi)發(fā)板是一款小型、低功耗、高性價(jià)比的評(píng)估和開(kāi)發(fā)板。開(kāi)發(fā)板內(nèi)集成了2.4GHZ 收發(fā)器，支持BLE 4.1及802.15.4-2011標(biāo)準(zhǔn)。FRDM-KW40Z開(kāi)發(fā)套件包含兩塊開(kāi)發(fā)板，提供了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能，內(nèi)置的軟件通信功能可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱即聯(lián)的功能。同時(shí)開(kāi)發(fā)板提供的接口還與Arduino UNO R3接口兼容。FRDM-KW40Z 可用于應(yīng)用程序原型和 MKW40Z SoC 系列產(chǎn)品的演示。該評(píng)估板具有大容量存儲(chǔ)器、簡(jiǎn)單易用的編程器、一個(gè)虛擬串行端口及標(biāo)準(zhǔn)編程和運(yùn)行控制功能。

先看FFRDM-KW40Z開(kāi)發(fā)套件，看圖說(shuō)話

圖1 包裝盒

FRDM系列原來(lái)是Freescale的經(jīng)典產(chǎn)品，F(xiàn)reescale被NXP收購(gòu)后，F(xiàn)RDM也被打上了NXP的標(biāo)簽，不過(guò)仍然保留了Freescale的名稱。開(kāi)發(fā)套件包裝盒正面印有Freescale的LOGO，只是用不干膠貼上了NXP的標(biāo)簽，告訴我們，F(xiàn)reescale現(xiàn)在是NXP旗下的產(chǎn)品，看來(lái)老外也喜歡刷存在感! 可見(jiàn)存在感這東西，古今中外，概莫能免!

圖2 開(kāi)箱

打開(kāi)包裝盒，首先看到的是用戶快速參考手冊(cè)，里面的文字就只有FRDM的標(biāo)識(shí)了，看來(lái)Freescale雖然被收購(gòu)了，但FRDM品牌還是能夠得以延續(xù)，繼續(xù)發(fā)揮它的經(jīng)典榮耀。

圖3 產(chǎn)品清單

這就是全家福了。一張用戶手冊(cè)，一張產(chǎn)品安全指南，兩根Micro USB數(shù)據(jù)線，還有兩塊一模一樣的FRDM-KW40Z開(kāi)發(fā)板，用來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱即聯(lián)的功能。

圖4 開(kāi)發(fā)板正面

開(kāi)發(fā)板正面包含了大部分主要的元器件。與FRDM系列評(píng)估板一樣，采用圓角PCB設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)板看上去非常圓潤(rùn)，也比較舒適。PCB使用綠色油墨覆蓋，上下兩側(cè)是引出的GPIO接口，以排母的形式引出，該接口與Arduino UNO R3兼容。開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)秉承了FRDM一貫的設(shè)計(jì)特色，元器件布局合理，排列整齊。開(kāi)發(fā)板上還引出了大量的跳線接口，用來(lái)設(shè)置不同的工作參數(shù)。另開(kāi)發(fā)板使用了4層板設(shè)計(jì)。

圖5 開(kāi)發(fā)板背面

注意到開(kāi)發(fā)板的背面還提供了CR2032電池接口，可以給RTC供電。在電池倉(cāng)的上部，有一個(gè)電位器，阻值為5K歐，用來(lái)給ADC提供不同的模擬信號(hào)輸入。另外還有個(gè)蜂鳴器，絲印標(biāo)號(hào)為BZ500，可以用來(lái)發(fā)出聲音反饋信息。

圖6 主要元器件位置及名稱

開(kāi)發(fā)板的正面包含了大部分元器件。

首先是OpenSDA，這是Freescale提供的軟件下載/調(diào)試接口，兼容mbed編程，除此之外，USB接口還可以充當(dāng)串口使用，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通信，后面測(cè)試時(shí)會(huì)用到該接口與PC端進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)控制指令的下達(dá)及參數(shù)的修改等。OpenSDA使用的是Freescale的K20 MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)控制控制及通信功能。開(kāi)發(fā)板上還引出了SWD接口，這個(gè)接口的引腳間距比較小，是1.27mm接口，可以獨(dú)立使用。

開(kāi)發(fā)板上集成了2Mbit的外部存儲(chǔ)器，使用SPI接口與MCU相連，實(shí)現(xiàn)OTAP功能，用來(lái)存儲(chǔ)非易失性數(shù)據(jù)及參數(shù)等。Flash存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)非常靈活，可以通過(guò)跳線J2來(lái)設(shè)置與其它外設(shè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

加速傳感器與磁力傳感器是一個(gè)組合式的設(shè)備，其型號(hào)為FXOS8700CQ。該傳感器使用I2C接口與MCU連接，工作電壓為3V3，加速度傳感器用來(lái)檢測(cè)三軸信息，實(shí)現(xiàn)位置及計(jì)步檢測(cè)等功能，磁力計(jì)則用來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)弱信息，反饋給MCU。該設(shè)備可以通過(guò)J4上的P10與P12與其它設(shè)備進(jìn)行通信。

無(wú)線接口可以通過(guò)PCB F天線與外部設(shè)備通信，也可以通過(guò)SMA接口焊接其它的SMA天線來(lái)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。

MKW40Z基于ARM Cortex M0+，最高工作頻率為48MHZ，可工作環(huán)境溫度介于-40~85攝氏度之間，芯片內(nèi)置160KB的FLASH存儲(chǔ)器及20KB 的SRAM。SoC集成了無(wú)線收發(fā)器，工作頻率約為2.36~2.48GHZ之間，支持FSK/GFSK及O-QPSK調(diào)制模式，SoC專門(mén)針對(duì)BLE鏈接層及802.15.4分組進(jìn)行了優(yōu)化，滿足低功耗及通信需求。