NXP低功耗蓝牙控制的机器人参考设计

　　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