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快速体验点对点无线连接——FRDM-KW40Z开发套件评测

NXP   FRDM-KW40Z   BLE   
  • 作者:netlhx
  • 来源:21ic
  • [导读]
  • FRDM-KW40Z开发套件提供了快速体验点对点通信的功能,支持BLE 4.1及802.15.4-2011标准,套件内提供了两块开发板,可以直接实现通信,无需额外的设备即可快速体验。

物联网是个大概念,其中设备的连接是其中的核心,实现的技术特别是无线协议栈更是五花八门,令人眼花缭乱,有低功耗的、高速的、网状的、点对点的、高频的、低频的。具体的边线连接技术主要包括Sub-Ghz、BLE、Zigbee、Thread等。这些技术各有千秋,各有其适用的范围。无线MCU和SoC架构非常适合可穿戴设备这样空间受限的应用。

NXP FRDM-KW40Z Freescale Freedom开发板是一款小型、低功耗、高性价比的评估和开发板。开发板内集成了2.4GHZ 收发器,支持BLE 4.1及802.15.4-2011标准。FRDM-KW40Z开发套件包含两块开发板,提供了点对点通信功能,内置的软件通信功能可以实现开箱即联的功能。同时开发板提供的接口还与Arduino UNO R3接口兼容。FRDM-KW40Z 可用于应用程序原型和 MKW40Z SoC 系列产品的演示。 该评估板具有大容量存储器、简单易用的编程器、一个虚拟串行端口及标准编程和运行控制功能。

先看FFRDM-KW40Z开发套件,看图说话

 

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图1 包装盒

FRDM系列原来是Freescale的经典产品,Freescale被NXP收购后,FRDM也被打上了NXP的标签,不过仍然保留了Freescale的名称。开发套件包装盒正面印有Freescale的LOGO,只是用不干胶贴上了NXP的标签,告诉我们,Freescale现在是NXP旗下的产品,看来老外也喜欢刷存在感! 可见存在感这东西,古今中外,概莫能免!

 

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图2 开箱

打开包装盒,首先看到的是用户快速参考手册,里面的文字就只有FRDM的标识了,看来Freescale虽然被收购了,但FRDM品牌还是能够得以延续,继续发挥它的经典荣耀。

 

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图3 产品清单

这就是全家福了。一张用户手册,一张产品安全指南,两根Micro USB数据线,还有两块一模一样的FRDM-KW40Z开发板,用来实现开箱即联的功能。

 

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图4 开发板正面

开发板正面包含了大部分主要的元器件。与FRDM系列评估板一样,采用圆角PCB设计,开发板看上去非常圆润,也比较舒适。PCB使用绿色油墨覆盖,上下两侧是引出的GPIO接口,以排母的形式引出,该接口与Arduino UNO R3兼容。开发板设计秉承了FRDM一贯的设计特色,元器件布局合理,排列整齐。开发板上还引出了大量的跳线接口,用来设置不同的工作参数。另开发板使用了4层板设计。

 

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图5 开发板背面

注意到开发板的背面还提供了CR2032电池接口,可以给RTC供电。在电池仓的上部,有一个电位器,阻值为5K欧,用来给ADC提供不同的模拟信号输入。另外还有个蜂鸣器,丝印标号为BZ500,可以用来发出声音反馈信息。

 

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图6 主要元器件位置及名称

开发板的正面包含了大部分元器件。

首先是OpenSDA,这是Freescale提供的软件下载/调试接口,兼容mbed编程,除此之外,USB接口还可以充当串口使用,实现与外部设备的通信,后面测试时会用到该接口与PC端进行通信,实现控制指令的下达及参数的修改等。OpenSDA使用的是Freescale的K20 MCU来实现控制控制及通信功能。开发板上还引出了SWD接口,这个接口的引脚间距比较小,是1.27mm接口,可以独立使用。

开发板上集成了2Mbit的外部存储器,使用SPI接口与MCU相连,实现OTAP功能,用来存储非易失性数据及参数等。Flash存储器的设计非常灵活,可以通过跳线J2来设置与其它外设实现数据共享。

加速传感器与磁力传感器是一个组合式的设备,其型号为FXOS8700CQ。该传感器使用I2C接口与MCU连接,工作电压为3V3,加速度传感器用来检测三轴信息,实现位置及计步检测等功能,磁力计则用来检测磁场强弱信息,反馈给MCU。该设备可以通过J4上的P10与P12与其它设备进行通信。

无线接口可以通过PCB F天线与外部设备通信,也可以通过SMA接口焊接其它的SMA天线来增强信号强度。

MKW40Z基于ARM Cortex M0+,最高工作频率为48MHZ,可工作环境温度介于-40~85摄氏度之间,芯片内置160KB的FLASH存储器及20KB 的SRAM。SoC集成了无线收发器,工作频率约为2。36~2。48GHZ之间,支持FSK/GFSK及O-QPSK调制模式,SoC专门针对BLE链接层及802。15。4分组进行了优化,满足低功耗及通信需求。

 

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图7 开发板逻辑框图

开发板内部各器件的逻辑功能框图,器件与MCU的连接通过SPI、I2C等常用接口来连接并实现通信。

换个角度,看看真实的开发板。

 

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图8 开发板图赏

这里可以看到电池仓和电位器的接口,还有一排一排的跳线。

 

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