NXP低功耗蓝牙控制的机器人参考设计

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楼主 2020-06-04 09:23:09
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  Bluetooth® Low Energy (BLE)控制的机器人参考设计采用FRDM-KW40板和Pololu Zumo机器人开发,并且可以通过手机APP控制。BLE控制的机器人基于KineTIs KW40Z片上系统(SOC),该系统包括一个ARM® Cortex® M0+处理器,并配有面向BLE和802.15.4的2.4 GHz无线电。它采用HID over GATT配置文件实施,用作人机接口设备。该软件提供的特性包括:BLE数据到手机app的传输、电机控制和电池监测,等等。

  1、低功耗蓝牙控制的机器人系统框图

  2、低功耗蓝牙控制的机器人参考设计特性

  其中包括恩智浦超低功耗的KineTIs KW40Z SoC,它为便携式、超低功耗的嵌入式系统提供Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy (BLE) v4.1和/或IEEE® 802.15.4-2011射频连接

  使用KineTIs软件开发工具包(SDK)开发,面向KineTIs MCU提供全面的软件支持,包括一个硬件抽象层(HAL)、每个MCU外设的驱动、连接堆栈、中间件、实时操作系统以及应用示例,旨在简化和加快基于Kinetis微控制器的应用开发。

  3、支持器件

  KW40Z: Kinetis® KW40Z-2.4 GHz双模式:BLE和802.15.4无线连接微控制器(MCU),基于ARM® Cortex®-M0+内核

  KW40Z是一款高集成度的单芯片器件,让便携式、超低功耗的嵌入式系统具备Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy (BLE) v4.1和IEEE® 802.15.4-2011射频连接。应用包括便携式医疗设备、可穿戴的运动和健身设备、AV遥控器、电脑键盘和鼠标、游戏控制器、门禁、安防系统、智能能源和家庭网络。

  KW40Z MCU集成了一个2.4 GHz收发器,支持多种FSK/GFSK和O-QPSK调制,一个ARM® Cortex®-M0+ 处理器,160 KB闪存和20 KB SRAM,BLE链路层硬件,802.15.4分组处理器,硬件安全和外围设备,优化后满足目标应用的要求。KW40Z拥有足够的片上内存,可为多模应用同时运行Bluetooth Low Energy协议栈和IEEE 8021.5.4 MAC/PHY。

  KW40Z结构框图

  特性

  多协议无线电方面:

  符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1

  符合IEEE Std. 802.15.4-2011标准

  典型的接收灵敏度(BLE) = -91 dBm

  典型的接收灵敏度(802.15.4) = -102 dBm

  发射输出功率可设置:-20 dBm至+5 dBm

  内核和存储器方面:

  高达48 MHz ARM® Cortex-M0+内核

  片上160 KB闪存

  片上20 KB SRAM

  功耗低,工作电压范围:

  9个低功耗模式,根据应用需求提供优化的电源

  典型接收/发送电流(直流/支持直流): 6.5 mA / 8.4 mA

  旁路电压:1.71V至3.6V

  DCDC转换器降压配置:2.1V至4.2V

  DCDC转换器升压配置:0.9V 至1.795V

  模拟模块:

  16位模数转换器(ADC)

  12位数模转换器 (DAC)

  6位高速模拟比较器(CMP)

  安全性:

  AES-128加速器(AESA),真随机数发生器(TRNG)

  支持软件:

  BLE主机协议栈和配置文件、802.15.4 MAC和SMAC

  Kinetis®软件开发套件(SDK)

  FreeRTOS内核和裸机非抢占任务调度器

技术专区

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