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快速體驗點對點無線連接——FRDM-KW40Z開發(fā)套件評測

2016-09-30
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作者：netlhx
來源：21ic

[導讀]
FRDM-KW40Z開發(fā)套件提供了快速體驗點對點通信的功能，支持BLE 4.1及802.15.4-2011標準，套件內(nèi)提供了兩塊開發(fā)板，可以直接實現(xiàn)通信，無需額外的設備即可快速體驗。

物聯(lián)網(wǎng)是個大概念，其中設備的連接是其中的核心，實現(xiàn)的技術特別是無線協(xié)議棧更是五花八門，令人眼花繚亂，有低功耗的、高速的、網(wǎng)狀的、點對點的、高頻的、低頻的。具體的邊線連接技術主要包括Sub-Ghz、BLE、Zigbee、Thread等。這些技術各有千秋，各有其適用的范圍。無線MCU和SoC架構非常適合可穿戴設備這樣空間受限的應用。

NXP FRDM-KW40Z Freescale Freedom開發(fā)板是一款小型、低功耗、高性價比的評估和開發(fā)板。開發(fā)板內(nèi)集成了2.4GHZ 收發(fā)器，支持BLE 4.1及802.15.4-2011標準。FRDM-KW40Z開發(fā)套件包含兩塊開發(fā)板，提供了點對點通信功能，內(nèi)置的軟件通信功能可以實現(xiàn)開箱即聯(lián)的功能。同時開發(fā)板提供的接口還與Arduino UNO R3接口兼容。FRDM-KW40Z 可用于應用程序原型和 MKW40Z SoC 系列產(chǎn)品的演示。該評估板具有大容量存儲器、簡單易用的編程器、一個虛擬串行端口及標準編程和運行控制功能。

先看FFRDM-KW40Z開發(fā)套件，看圖說話

圖1 包裝盒

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

圖2 開箱

打開包裝盒，首先看到的是用戶快速參考手冊，里面的文字就只有FRDM的標識了，看來Freescale雖然被收購了，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，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開發(fā)板，用來實現(xiàn)開箱即聯(lián)的功能。

圖4 開發(fā)板正面

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

圖5 開發(fā)板背面

注意到開發(fā)板的背面還提供了CR2032電池接口，可以給RTC供電。在電池倉的上部，有一個電位器，阻值為5K歐，用來給ADC提供不同的模擬信號輸入。另外還有個蜂鳴器，絲印標號為BZ500，可以用來發(fā)出聲音反饋信息。

圖6 主要元器件位置及名稱

開發(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接口還可以充當串口使用，實現(xiàn)與外部設備的通信，后面測試時會用到該接口與PC端進行通信，實現(xiàn)控制指令的下達及參數(shù)的修改等。OpenSDA使用的是Freescale的K20 MCU來實現(xiàn)控制控制及通信功能。開發(fā)板上還引出了SWD接口，這個接口的引腳間距比較小，是1.27mm接口，可以獨立使用。

開發(fā)板上集成了2Mbit的外部存儲器，使用SPI接口與MCU相連，實現(xiàn)OTAP功能，用來存儲非易失性數(shù)據(jù)及參數(shù)等。Flash存儲器的設計非常靈活，可以通過跳線J2來設置與其它外設實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

加速傳感器與磁力傳感器是一個組合式的設備，其型號為FXOS8700CQ。該傳感器使用I2C接口與MCU連接，工作電壓為3V3，加速度傳感器用來檢測三軸信息，實現(xiàn)位置及計步檢測等功能，磁力計則用來檢測磁場強弱信息，反饋給MCU。該設備可以通過J4上的P10與P12與其它設備進行通信。

無線接口可以通過PCB F天線與外部設備通信，也可以通過SMA接口焊接其它的SMA天線來增強信號強度。

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存儲器及20KB 的SRAM。SoC集成了無線收發(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專門針對BLE鏈接層及802.15.4分組進行了優(yōu)化，滿足低功耗及通信需求。