PIC32 WFI32 2.0 Curiosity HPC开发板技术解析与应用指南

描述

Microchip Technology EV68D28A开发工具是一款WFI32E04高引脚数 (HPC) Curiosity板,用于评估PIC32MZ-W1和WFI32 Wi-Fi MCU系列的性能。WFI32E04板支持系统级原型设计和IoT云连接(带语音控制)。EV68D28A工具包括集成接头,可轻松连接到各种器件,如我们的XPro板。该板通过两个板载 mikroBUS™ 端口支持Mikroe Click板 ™ 。WFI32E04 Curiosity板配有基于 “ATSAME70N21B” USB微控制器的PICkit板载 (PKOB4) 调试器。

数据手册:*附件:Microchip Technology EV68D28A 开发工具数据手册.pdf

特性

  • 经认证的WFI32E04UC-Wi-Fi^®^ 单频带 (2.4GHz) 模块
  • 两个mikroBUS™
  • 插座可使用MikroElectronika Click板或Microchip RN扩展功能
  • 附件板
  • 支持多个Microchip以太网PHY子板
  • 两个用户LED
  • 两个用户可配置开关
  • 一个重置开关
  • 两个GPIO扩展接头
  • 基于MCP2200的板载USB转UART串行转换器
  • 板载温度传感器
  • 板载32KHz二次振荡器
  • 20引脚Xplained Pro (XPRO) 接头,用于连接QT7/QT8/T9 XPRO套件以集成触摸按钮支持并演示触摸功能
  • 32Mb外部SPI串行闪存
  • PICkit板载4 (PKOB4) 支持
  • 内电路串行编程™ (ICSP™) 连接头,用于外部调试器,例如MPLAB ICD 5、MPLAB PICkit 4、MPLAB PICkit 5和MPLAB snap

板正面图

Curiosity开发板

板底视图

Curiosity开发板

框图

Curiosity开发板

PIC32 WFI32 2.0 Curiosity HPC开发板技术解析与应用指南

Microchip Technology推出的PIC32 WFI32 2.0 Curiosity HPC开发板(EV68D28A)是一款集成了Wi-Fi功能的强大开发平台,专为物联网和无线连接应用设计。本文将基于官方数据手册,深入解析该开发板的技术特性、硬件架构和典型应用场景。

一、开发板核心特性与系统架构

PIC32 WFI32 2.0 Curiosity HPC开发板围绕PIC32MZ2051W104系统级芯片(SoC)和WFI32E04模块构建,具有以下核心特性:

  • 高性能处理核心‌:200MHz CPU时钟频率的32位微控制器
  • 双模无线连接‌:集成2.4GHz Wi-Fi和蓝牙共存功能(通过PTA接口实现)
  • 丰富扩展接口‌:
    • 2个mikroBUS插座支持Click板扩展
    • 20针Xplained Pro(XPRO)扩展头
    • 2个GPIO扩展头(共38个可配置I/O)
  • 调试编程支持‌:板载PICkit On-Board 4(PKOB4)调试器,支持ICSP接口
  • 多种存储选项‌:32Mb外部SPI/SQI闪存(SST26VF032B)

该开发板的系统架构采用分层设计,通过WFI32E04模块实现无线连接功能,同时保留PIC32MZ系列MCU的全部外设功能。板载的PKOB4调试器基于ATSAME70N21B-CNT MCU,提供完整的编程和调试支持。

二、硬件模块深度解析

2.1 电源管理系统

开发板提供灵活的电源配置选项,支持多种供电方式:

  1. 电源输入选择‌:
    • USB Type-C接口(5V/默认)
    • 外部5V电源接口(J201,最大5.5V)
    • 通过跳线(J202)切换电源输入源
  2. 电压转换电路‌:
    • 3.3V LDO稳压器(MCP1727)为主控模块供电
    • 3.3V降压转换器(MIC4721)为板载电路供电
    • 多路跳线配置允许电流测量和电源路径选择

电源树设计考虑了物联网设备的低功耗需求,各电源域可独立控制,便于功耗优化。

2.2 无线连接子系统

WFI32E04模块是开发板的核心无线组件,关键特性包括:

  • Wi-Fi功能‌:
    • 2.4GHz单频段(802.11b/g/n)
    • 支持WPA/WPA2安全协议
    • 集成U.FL天线连接器
  • 蓝牙共存‌:
    • 专用PTA(包流量仲裁)接口(J407)
    • 三线共存协议(PTA_BT_ACTIVE, PTA_BT_PRIO, PTA_WLAN_ACTIVE)
  • RF性能优化‌:
    • 板载2.4GHz鞭状倾斜天线
    • 专用RF布局设计确保信号完整性

2.3 扩展接口详解

开发板提供多种扩展选项,满足不同应用需求:

  1. mikroBUS接口‌:
    • 2个标准mikroBUS插座(J400/J404)
    • 支持300+种MikroElektronika Click板
    • 提供SPI、I2C、UART、PWM等接口信号
  2. XPRO扩展头‌:
    • 20针Xplained Pro兼容接口
    • 支持Microchip QT7/QT8/T9触控扩展板
    • 提供ADC、PWM、I2C、SPI等信号
  3. GPIO扩展头‌:
    • J401(24针)和J402(14针)两个接口
    • 引出全部可用GPIO信号
    • 支持外设引脚选择(PPS)功能

2.4 存储与外设

  1. 外部闪存‌:
    • 32Mb SPI/SQI闪存(SST26VF032B)
    • 通过跳线和电阻配置选择接口模式
    • 典型读写速度:SPI模式50MHz,SQI模式80MHz
  2. 板载传感器‌:
    • 温度传感器(TC1047A)
    • 精度:±2°C(-40°C至+125°C)
    • 通过ADC接口连接(ANB0/RPB11)
  3. 用户界面‌:
    • 2个用户可配置LED(D300/D301)
    • 2个用户按钮(SW300/SW302)
    • 1个复位按钮(SW301)

三、开发环境与典型应用

3.1 软件开发支持

开发板兼容Microchip完整的开发生态:

  1. 工具链‌:
    • MPLAB X IDE(v6.20或更高)
    • MPLAB XC32编译器(v4.35或更高)
    • MPLAB Harmony嵌入式软件框架
  2. 示例代码‌:
    • 出厂演示(OOB Demo):Wi-Fi云连接
    • Harmony代码示例:外设驱动和中间件
    • GitHub资源库提供完整项目示例
  3. 调试选项‌:
    • 板载PKOB4调试器(USB Type-C接口)
    • 支持外部调试器(ICSP接口)
    • 实时变量监控和数据可视化

3.2 典型应用场景

  1. 物联网终端设备‌:
    • 智能家居控制器
    • 工业传感器节点
    • 远程监控设备
  2. 无线网关‌:
    • Wi-Fi到以太网桥接
    • 协议转换网关
    • 边缘计算节点
  3. 人机界面‌:
    • 触控显示屏
    • 无线控制面板
    • 交互式信息终端

四、硬件设计参考

开发板提供完整的参考设计,包括:

  1. 原理图‌:
    • 详细的电源电路设计
    • RF布局指南
    • 信号完整性考虑
  2. 布局建议‌:
    • 关键信号布线规则
    • 接地策略
    • 去耦电容布置
  3. BOM清单‌:
    • 全部元器件规格
    • 替代器件建议
    • 关键器件采购信息

五、认证与合规性

WFI32E04模块已获得多项认证:

  1. FCC认证‌:
    • FCC ID: 2ADHKWFI32E02
    • 符合CFR47 Part 15 Subpart C
  2. ISED认证‌:
    • IC: 20266-WFI32E02
    • 符合RSS-Gen和RSS-247
  3. CE认证‌:
    • 符合RED指令(2014/53/EU)
    • 完整DoC文件可在线获取

使用时需注意天线安装要求(至少8cm远离人体)和射频暴露限制。

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