【一】初识套件:
今天收到了论坛寄来的NXP Rapid IOT开发套件,首先展示一下套件的外形,套件开箱之后需要使用Micro USB连接电脑进行充电,上电后可通过四个触摸按键进行翻页,四个独立按键进行设置。包装图片:
打开包装后里面包括套件、快速开始指南以及Micro USB数据线:
充电后开机画面如下,此时就可以根据快速使用指南进行设置和查看应用了。
【二】硬件介绍:
该套件为恩智浦公司研制的快速物联网套件,不但集成了丰富的物联网传感器组件,而且集成了友好的开发环境,可以用于快速对构想进行验证。
套件包含的主要设备组件如下:
- 用于主应用的 Kinetis K64F,采用 ARM® Cortex®-M4 内核 ,时钟频率高达120MHz,内置1024KB闪存和256KB RAM存储器
- 用于无线连接的 Kinetis KW41Z,采用 ARM® Cortex®-M0+内核 ,时钟频率高达48MHz,内置512KB闪存和128KB RAM存储器,支持BLE V4.2和Thread连接
- 带数字输出的加速度计/磁力计 FXOS8700CQ
- 带数字输出的陀螺仪 FXAS21002CQ
- 带数字输出的气压/高度传感器 MPL3115A2
- 带数字输出的温度和湿度传感器
- 带数字输出的环境光传感器
- 带数字输出的空气质量传感器
- 带 176x176 分辨率和 SPI 控制器的低功耗 1.28”彩色显示屏
- 带 SPI 接口的 128Mb NOR 闪存,用于恢复、更新和数据记录
- 防伪安全芯片 A1006
- 带 2KB 存储器和灵活 13.56MHz 天线的 NTAG I2C plus NT3H2211
- 显示屏周围的四个电容式触控电极带和串行触摸屏控制器
- 用于用户界面的 RGB LED
- 用于无线电状态的蓝色和白色 LED
- 用于声音反馈和用户界面的小型蜂鸣器
- 重置和四个用户按钮
- 带报警功能和 SPI 接口的超低功耗 PCF2123 日历 RTC
- 带多电源方案的单电压域 VDD3V2
- LiPo 电池 240mAh,带 MC34671 快速 USB 电池充电器
- 带 micro-B USB 连接器的多功能 USB 接口
- 与 Hexiwear 扩展坞兼容的 50 引脚板对板连接器
- 用于下一代配件的 20 引脚板对板连接器
开发套件支持Rapid Iot Studio可视拖拽式网页在线编程IDE及MCUXpresso开发工具。
开发套件设计框图如下:
开发套件的主板结构及部件布局如下:
开发套件的外壳结构及介绍如下:
【三】主要元件介绍:
1、K64F主控制器:
MK64FN1M0VMD12 MCU,它属于 Kinetis K6x 系列,采用 144 MAPBGA 封装,运行频率高达 120MHz,ARM Cortex-M4内核,带DSP指令集,具有低功耗的特性,同时提供1024KB的闪存及256KB的RAM,高速ADC,USB接口,4个UART模块,3个DSPI模块,3个I2C模块,SD控制器等丰富的资源外设,以及用于安全数据传输和存储的硬件加密协处理器。
2、KW41Z无线微控制器:
MKW41Z512VHT4无线MCU。此款低功耗微控制器支持蓝牙低功耗v4.2、通用 FSK 和 IEEE 802.15.4 (Thread)标准。48MHz时钟频率,ARM Cortex-M0+内核,四通道DMA,9种低功耗模式,512KB闪存及128KB RAM,板载2.4GHz芯片天线等资源。
IEEE802.15.4 MAC 地址印在外壳背面的标签上。
3、加速度计和磁力计 FXOS8700CQ
六轴加速计/磁力计传感器 FXOS8700CQ 通过串行 I2C1 接口和三个 GPIO 连接到 K64F MCU,默认情况下,FXOS8700CQ 的复位引脚通过 100k 电阻拉低。利用软件,K64F MCU 可通过PTD11 GPIO 强制其达到高电平。FXOS8700CQ 中断引脚 INT1 连接到 K64F 低泄漏唤醒单元(LLWU_P6)。利用软件,它允许从低泄漏停止(LLS)和极低泄漏停止(VLLS)模式中唤醒。
4、陀螺仪FXAS21002CQ
数字低功耗三轴陀螺仪传感器 FXAS21002CQ 通过串行接口I2C1和三个 GPIO 连接到 K64F MCU,FXAS21002CQ 的 I2C 地址为 0x20(SA0 下拉)。 可将 FXAS21002CQ 配置为当任何一个选定轴上出现定义的角速率阈值时生成中断。
5、压力和温度传感器MPL3115A2
数字气压/高度压力和温度传感器 MPL3115A2 通过 I2C1 串行接口和两个 GPIO 连接到 K64F MCU,MPL3115A2 的 I2C 地址为 0x60(SA0 下拉)。 MPL3115A2 提供多种可编程模式,例如省电、中断、自动数据采集模式,包括编程的采集周期定时和仅轮询模式。
6、温湿度传感器ENS210
数字相对湿度和高精度温度传感器 ENS210 通过 I2C1 串行接口连接到 K64F MCU,ENS210 的 I2C 地址为 0x43。ENS210 提供自动低功耗待机(40nA)功能,在不进行感测时使用。
7、气体传感器CCS811
用于室内空气质量监测的数字气体传感器 CCS811 通过 I2C1 串行接口和六个 GPIO 连接到K64F MCU,CCS811 的 I2C 地址为 0x5A。借助电源和模拟开关,用户能够禁用 CCS811 电源和 I2C 串行接口,以减少低功耗模式下或未感测空气质量时的系统功耗。
8、光传感器TSL25721FN
提供可编程中断的数字环境光传感器 TSL25721FN 通过 I2C1 串行接口和一个 GPIO 连接到K64F MCU,TSL25721FN 的 I2C 地址为0x39。
TSL25721FN 提供环境光感测,类似于人眼对光照强度的响应。此外,使用低增益模式时,工作范围扩展到阳光下的 60,000 lux。
9、彩色 LCD 显示器 LPM013M126C
1.28英寸彩色显示器LPM013M126C采用Memory-in-Pixel技术,提供176x176像素的分辨率,通过 SPI2 串行接口和三个 GPIO 连接到 K64F MCU。凭借它的反射背景,此屏幕在室外/强环境光照下非常高效,具有超低的功耗,在静态图像和背光禁用的情况下,通常为 2μW。
对于室内/黑暗环境,可通过来自 K64F MCU 的 PWM 输出(DISP_BLIGHT),激活背光 LED 并进行调光。
10、安全芯片A1006
安全芯片 A1006 通过 I2C 串行接口连接到 K64F 和 KW41Z MCU,提供防伪保护。
A1006安全解决方案基于行业标准非对称加密挑战-响应协议,使用经过NIST许可的椭圆曲线、椭圆曲线 Diffie-Hellman 挑战响应(ECDH),以及使用椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)签名的可定制 X.509 证书。高级防篡改反制措施整合到 A1006 中,旨在抵御各种攻击,最大程度降低企图克隆 A1006 的任何手段的可扩展性。
I2C 线路与 NTAG I2C plus(NT3H2211)共享。A1006 的 I2C 地址为 0x50(7 位)。
11、NFC芯片NT3H2211
NFC 标签 NT3H2211 以及 NFC 铁氧体天线通过 I2C 串行接口连接到 K64F 和 KW41Z MCU。这种组合可实现 NFC“即触即用”连接,通常用于在家庭自动化环境中调试新设备。
I2C 线路与安全芯片(A1006)共享。NT3H2211 的 I2C 地址为 0x55(7 位)。
12、串行闪存 MT25QL128ABA1EW7
128MB 的串行 NOR 闪存 MT25QL128ABA1EW7 通过 SPI 串行接口连接到 K64F 和 KW41Z MCU。该外部存储器为无线编程(OTAP)、数据日志记录和工厂镜像存储(K64F 应用和KW41Z 无线固件)提供存储空间。
13、RGB灯
RGB LED SML-LX0404SIUPGUSB 通过配置为脉冲宽度调制输出的三个 GPIO 连接到 K64F MCU,以支持色彩和亮度控制。
14、LED
两个 LED(一个蓝色和一个白色)通过两个 GPIO 连接到 KW41Z MCU,用于提供一些无线连接的状态。
蓝色 LED 专用于蓝牙连接,而白色 LED 用于 802.15.4 无线电连接。
15、蜂鸣器
蜂鸣器 CMT-4023S-SMT 通过 GPIO (PTA8/FTM0_CH1)和 P沟道MOSFET 连接到 K64F MCU。 GPIO 配置为脉冲宽度调制输出,以控制声音频率和声级。默认输出频率为 4kHz。
16、重置按钮
可通过按下 SLN-RPK-NODE 背面的 SW5/重置按钮,同时重置 K64F 和 KW41Z。需要将一根针插入外壳的专用孔中。
17、用户按钮
四个按钮通过四个 GPIO 连接到 K64F MCU。 这些按钮标记为 SW1、SW2、SW3 和 SW4,在 SLN-RPK-NODE 的每侧各放置两个,用于与用户进行交互。
18、电容触摸按键
低功耗四通道电容式近距离控制器SX9500通过I2C1串行接口和三个GPIO连接到K64F MCU。
SX9500 的 I2C 地址为 0x28
SX9500 用作近距离传感器或按钮传感器。它包括先进的片内自动校准电路,用于定期执行灵敏度调节,在很多不同的温度、湿度和噪声环境下都能保持峰值性能。
19、USB通信接口
K64F MCU 提供 USB2.0 接口,可兼容 USB 2.0 全速模式,该模式支持 USB CDC、HID、MSD 和设备配置。 微型 USB Type-B 连接器也连接到电池充电器。
20、扩展连接器
50 引脚扩展连接器兼容 Hexiwear 扩展坞,以便对带有 OpenSDA 电路的两个 SLN-RPK-NODE MCU 进行闪存访问、串行监控和调试,或者连接最多三个 MikroE ClickTM扩充板。
20 引脚扩展连接器实现了通过 WiFi/蜂窝和 CAN 连接进行的 SLN-IOT-RPK 升级。该连接器将兼容未来的扩展坞升级版(2018 年底推出)
通过以上熟悉了开发套件的硬件构成及与控制器的链接,为后续开发打下了基础。
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