‌WBZ451HPE Curiosity开发板深度解析与多协议物联网应用实践

Microchip Technology WBZ451HPE Curiosity板旨在实现低功耗蓝牙^^®^^ 和Zigbee® RF模块的原型设计。Microchip Technology WBZ451HPE配有集成的PICkit™板载4 (PKOB4) 调试器，仅通过USB Type-C™电缆即可简化编程和调试。该板设有mikroBUS™ Click™接头，可与MikroElektronika mikroBUS Click适配器板无缝集成，从而扩展功能。此外，它还包括两个Xplained PRO (XPRO) 接头，可连接各种XPRO板并访问GPIO，因此非常适合用于高效模块化开发。

数据手册：*附件：Microchip Technology WBZ451HPE Curiosity板数据手册.pdf

特性

WBZ451HPE 低功耗蓝牙和802.15.4 RF模块

USB或锂聚合物电池供电

板载编程器/调试电路，采用基于Microchip SAME70 MCU的PKoB4

Microchip MCP73871 锂离子/锂聚合物电池充电器，具备电源路径管理功能

板载USB转UART串行转换器，带基于Microchip MCP2200 的硬件流控制

mikroBUS插座，用于扩展使用MikroElektronika Click适配器板的功能

RGB LED通过脉宽调制 （PWM） 进行控制

一个重置开关

1个用户可配置开关

一个用户LED

32.768 kHz 晶体振荡器

Microchip SST26VF064B 、64MB外部四路串行外设接口（QSPI）闪存

Microchip MCP9700A 低功耗模拟电压温度传感器

10引脚Arm® 串行线调试（SWD）接头，用于外部编程器/调试器

两个XPRO接头

概述

底视图

框图

WBZ451HPE Curiosity开发板深度解析与多协议物联网应用实践‌

‌一、硬件架构与核心特性‌

1. ‌模块化设计‌
   • ‌主控模块‌：搭载WBZ451HPE RF模块，支持蓝牙低功耗（BLE）、Zigbee及Thread多协议通信，集成PCB天线，工作频段2.4GHz。
   • ‌扩展接口‌：
     • ‌mikroBUS Click插座‌：支持超过1000种MikroElektronika扩展板，兼容SPI/I2C/UART/PWM等接口（引脚分配见手册3.7节）。
     • ‌双XPRO头‌：提供40个GPIO，支持外接传感器或显示模块（如温度传感器通过PB6-AN2连接）。
2. ‌电源管理‌
   • 三重供电方案：
     • USB Type-C（5V/500mA）
     • Li-Po电池（4.2V，MCP73871充电管理IC）
     • 外部电源（1.9-3.6V，通过J5接入）
   • 关键芯片：
     • ‌MCP1727 LDO‌：输出3.3V，为RF模块及外设供电。
     • ‌ 功率测量头（J6） ‌：可拆分流片JP1实时监测模块电流（手册3.3节）。

‌二、开发环境搭建与调试技巧‌

1. ‌工具链配置‌
   • ‌软件依赖‌：
     • MPLAB X IDE v6.20+
     • XC32编译器 v4.35+
     • PKOB4工具包（预装OOB演示固件）
   • ‌硬件连接‌：单USB Type-C线缆同时实现供电、编程与调试（集成PKOB4调试器）。
2. ‌调试接口‌
   • ‌ SWD 10针头（J36） ‌：支持外部调试器（如ICD5），引脚定义包含SWDIO/SWCLK/RESET（手册3.5节）。
   • ‌USB-UART虚拟串口‌：基于MCP2200芯片，波特率300k-1Mbps，硬件流控引脚映射至PA3-PA6（手册3.6节）。

‌三、典型应用场景与硬件优化‌

1. ‌无线照明控制‌
   • 利用PWM驱动RGB LED（PB0/PB3/PB5），支持Zigbee调光协议与BLE手机App控制（手册4章OOB演示）。
   • 功耗优化：通过J6测量电流，结合休眠模式降低平均功耗至μA级。
2. ‌工业物联网节点‌
   • ‌传感器扩展‌：通过mikroBUS接入环境传感器（如温湿度Click板），数据经QSPI Flash（SST26VF064B）缓存后上传。
   • ‌多协议切换‌：动态配置RF模块为BLE信标或Zigbee路由节点（参考PIC32CX-BZ2数据手册DS70005504）。

‌四、设计注意事项‌

1. ‌电源限制‌
   • 外部供电时需断开R26/R32电阻（手册3.1节），避免与LDO输出冲突。
   • QSPI Flash（U7）仅支持2.3-3.6V，超压可能损坏器件。
2. ‌RF性能优化‌
   • 天线布局需遵循FCC间距要求（≥8cm人体距离），避免金属屏蔽（手册6.1节）。