探索FRDM-MCXW23开发板：低功耗蓝牙应用的理想之选

作为电子工程师，我们总是在寻找功能强大、性能卓越且易于使用的开发板，以实现各种创新的设计。今天，就让我们一起深入了解NXP的FRDM-MCXW23开发板，探索它的独特魅力和应用潜力。

文件下载：NXP Semiconductors FRDM-MCXW23 开发板.pdf

一、开发板概述

FRDM-MCXW23开发板是一款基于NXP MCX W23蓝牙低能耗微控制器（MCU）的设计和评估平台。其核心的MCX W23具有诸多亮点，它采用32 MHz Arm Cortex - M33内核，并集成了蓝牙低能耗功能。由于拥有超低功耗无线电和闪存，使设备的电池续航能力得到显著提升。同时，该开发板在小尺寸解决方案区域内提供了高性价比的方案，非常适合用于穿戴式传感器和执行器等应用。

这款开发板的兼容性也十分出色，它与Arduino UNO R3和Mikroe click板兼容，并且可以与多种开发工具配合使用，如NXP MCUXpresso IDE、IAR Embedded Workbench和Arm Keil MDK等。而且，它还是无铅且符合RoHS标准的环保产品。在调试方面，开发板使用了基于NXP LPC55S69的板载（OB）调试探针MCU-Link OB，为开发过程提供了便利。

1.1无线电设备指令合规性

该开发板符合Radio Equipment Directive 2014/53/EU的要求。其运行频率范围为2.400 GHz至2.480 GHz，最大射频发射功率为+6 dBm。同时，它也有相应的欧洲合格声明，确保了产品在欧洲市场的合规性。

1.2 开发板框图

通过开发板的框图，我们可以清晰地看到各个组件之间的连接和交互关系，这有助于我们更好地理解开发板的工作原理和架构。

1.3 开发板特性

Board feature	Target MCU features used	Description
MCU (target MCU)	NXP MCXW23IHNAR wireless MCU based on an Arm Cortex- M33 core, running at speeds of up to 33 MHz.	基于Arm Cortex - M33内核的无线MCU，最高运行速度达33 MHz。
UART interface	UART0 module, UART2 module	支持通过Arduino、mikroBUS插座连接器进行外部UART连接，以及使用MCU - Link实现USB到UART的桥接连接。
SPI interface	SPI module	支持通过Arduino、mikroBUS插座连接器和Pmod连接器进行外部SPI连接，还可与板载QSPI闪存进行SPI连接。
I²C interface	I²C module	为加速度计、温度传感器等提供I²C总线，可通过MCU - Link实现USB到I²C的桥接连接（默认禁用）。
RF interface	2.4 GHz radio	支持通过PCB集成单极天线或SWG连接器进行RF操作。
Accelerometer (C sensor)	I²C module	提供12位、3轴、低功耗数字加速度计（FXLS8974CFR3）。
Temperature sensor	I²C module	温度转换精度为0.5°C，范围为 - 40°C至 + 125°C的温度传感器（P3T1755）。
Arduino socket	UART0, UART2, SPI, and I²C	具有四个连接器的Arduino插座。
mikroBUS socket	UART0, SPI, and I²C	一对连接器的mikroBUS插座。
Pmod connector	SPI and I²C modules	Pmod连接器（默认未安装）。
Debug interface	UART0 and UART2 modules	板载MCU - Link调试探针，通过USB Type - C连接器进行调试。
Power supply		可通过USB Type - C连接器提供5V外部电源，或从Arduino插座连接器获取5 - 9V电源。
Battery power		可使用3V电池（如CR2032）为MCX W23供电。
Clocks		为MCX W23 MCU提供32 MHz和32.768 kHz时钟，为LPC55S69 MCU提供16 MHz时钟。

1.4 套件内容

套件包括FRDM - MCXW23开发板硬件组件、1米长的USB 2.0 Type - A到Type - C电缆以及快速入门指南，方便我们快速上手。

1.5 开发板图片

通过开发板的正反面图片，我们可以直观地看到各个组件的布局，如MCX W23 MCU、单极天线、QSPI闪存、加速度计和温度传感器等。

1.6 连接器

开发板上有多种连接器，如Arduino插座连接器、mikroBUS插座连接器、U.FL RF连接器、USB Type - C连接器等，每个连接器都有其特定的功能和用途。	Part identifier	PCB label	Connector type	Description	Reference section
J1	DL	1x8 - position receptacle	Arduino socket connectors	Section 2.10
J2	DH	1x10 - position receptacle
J3		1x8 - position receptacle
J4		1x6 - position receptacle
J5		1x8 - position receptacle	mikroBUS socket connectors	Section 2.11
J6		1x8 - position receptacle
J9		U.FL connector	U.FL RF connector - type SWG	Section 2.8
J10		USB Type - C connector	MCU - Link USB connector	Section 3.6
J19 (DNP)		1x3 - pin/position connector	5V DC voltage regulator connector	Section 2.1
J12	MCU SWD	2x5 - pin connector	Target MCU (MCX W23) external debugger connector	Section 3.2
J22(DNP)	PMOD	2x6 - pin/position connector	Pmod connector	Section 2.12
J15(DNP)	3V3	1 - pin/position connector	Power supply test points	见开发板原理图
J23(DNP)	V_MCULINK	1 - pin/position connector
J16(DNP)	GND	1 - pin/position connector	GND test points
J17(DNP)	GND	1 - pin/position connector
BT2	CR2032	Battery holder	Coin cell battery holder CR2032

1.7 跳线

开发板上的跳线用于配置不同的功能，如电源测量、ISP模式启用、VCOM端口禁用等。例如，JP1可用于测量VBOARD电源的电流，JP5可将MCU - Link强制进入ISP模式。	Part identifier	Jumper type	Description	Reference section
JP1	1x2 - pin header	板载电源（VBOARD）测量跳线。默认未闭合，可用于测量电源电流。	Section 2.1
JP2	1x2 - pin header	目标MCU（MCX W23）电源（P3V0_DUT）测量跳线。默认未闭合。
JP4	1x3 - pin header	P3V3电源源选择跳线，可选择从LDO_3V3或电池供电。
JP5	1x2 - pin header	MCU - Link (LPC55S69) ISP模式启用跳线。默认打开，短接可强制进入ISP模式。	Section 3.4
JP6	1x2 - pin header	MCU - Link VCOM端口禁用跳线。默认打开，短接可禁用。	Section 3.7
JP7	1x2 - pin header	MCU - Link SWD禁用跳线。默认打开，短接可禁用。	Section 3.2
JP9	1x2 - pin header	USB到I²C桥接禁用跳线。默认短接，禁用桥接。	见开发板原理图
JP10	1x2 - pin header	复位LED启用跳线。默认短接，按下复位按钮时LED亮起。	Section 1.7
JP11	1x3 - pin header	BLE Tx发射功率选择跳线，可选择不同的发射功率模式。
JP12	1x2 - pin header	电流SNS跳线
JS11	1x2 - pin header	mikroBUS插座UART发送信号控制跳线。默认未安装，可通过切割PCB走线进行控制。	Section 2.4
JS21	1x2 - pin header	mikroBUS插座UART接收信号控制跳线。默认未安装，可通过切割PCB走线进行控制。
JS31	1x2 - pin header	mikroBUS插座SPI输入信号控制跳线。默认未安装，可通过切割PCB走线进行控制。	Section 2.5
JS41	1x2 - pin header	mikroBUS插座SPI输出信号控制跳线。默认未安装，可通过切割PCB走线进行控制。
JS7[1]	1x2 - pin header	Arduino盾牌UART接收信号控制跳线。默认安装，可切换控制模式。
JS8[1]	1x2 - pin header	Arduino盾牌UART发送信号控制跳线。默认安装，可切换控制模式。

1.8 按钮

开发板上有多个按钮，如复位按钮、电源唤醒按钮、ISP/引导配置按钮和用户唤醒按钮等，每个按钮都有其特定的功能。	Part identifier	PCB label	Name/function	Description
SW1	RESET	Reset button	按下可唤醒MCU，短接JP10时，按下会点亮复位LED。
SW5	SW_WAKE_UP	Power (wake - up) button	可从低功耗模式唤醒MCU。
SW3	ISP	ISP/boot configuration button	按下可使MCU进入ISP模式。
SW2	PB_WU	User wake - up button	用户应用特定的按钮。

1.9 LED

开发板上的LED用于监控系统状态，如电源指示灯、复位LED、RGB LED和通用LED等，通过观察LED的状态可以方便我们进行调试。	Part identifier	PCB label	LED color	LED name/function	Description (when LED is ON)
D3	POWER	Green	Power - on indicator LED	系统上电时亮起。
D12	RESET	Red	Reset LED	系统复位时亮起。
D13	RGB	Red/green/blue	RGB LED	可通过用户应用控制。
D14	User LED	Blue	General - purpose LED

二、功能描述

2.1 电源供应

开发板可以通过USB Type - C连接器提供5V外部电源，或从Arduino插座连接器获取5 - 9V电源。这些电源用于产生次级电源，为开发板上的各个组件供电。开发板还支持电流测量，可对VBOARD、P3V3_DUT等电源进行测量。	Power source	Manufacturer and part number	Power supply	Description
External supply through MCU - Link USB Type - C connector J10		P5VMCU_LINK_USB(5 V)	为SYS_5V供电的两个电源选项之一（默认选项），为LPC55S69 MCU（MCU - Link）提供USB1_VBUS电源。
External supply through Arduino socket power connector J3, pin 8		P5 - 9V_VIN (5 - 9V)	为5V DC电压调节器连接器J19供电。
DC voltage regulator attached to connector J19 (DNP)		P5V_HDR_IN (5V)	SYS_5V的第二个电源选项。
From the P5V_MCU_LINK USB/P5V_HDR_IN supply		SYS_5V(5V)	产生P5V0电源。
From the SYS_5V supply		P5V0 (5 V)	为LDO电压调节器U36、Arduino插座电源连接器J3和mikroBUS供电。
LDO voltage regulator U36 (Torex Semiconductor RT9065GE)		LDO_3V0 (3.0 V)	P3V0的两个电源选项之一（默认选项）。
CR2032 battery		3V0 Battery holder for a 3V Lithium battery, type CR2032	P3V3的第二个电源选项（默认未安装电池）。
VBOARD			产生VDD_MEM、VDD_SENSOR、P_LED等电源，为多个组件供电。
From the P3V0 supply, through shunt resistor SH200 or jumper JP1 (DNP)
From the P3V3 supply, through shunt resistor SH201 or jumper JP2(DNP)		P3V3_DUT (3.3V)	VDD_REG和VDD_DCDC的两个电源选项之一（默认选项），产生VDD_SWITCH电源。
From the VBOARD supply, through shunt resistor SH101		VDD_MEM	为QSPI闪存U12供电。
From the VBOARD supply, through shunt resistor SH102		VDD_SENSOR	为加速度计U10供电。
From the VBOARD supply, through shunt resistor SH100		P_LED	为电源指示灯、复位LED、RGB LED和用户LED供电。
From the P3V3_DUT supply or the VOUT_SWITCH power of the MCX W23 MCU (through shunt resistor SH105)		VDD_REG	产生VDD_IO_ABC和VDD_ANA电源。
From the P3V3_DUT supply or the VOUT_SWITCH power of the MCX W23 MCU (through shunt resistors SH105 and SH107)		VDD_DCDC	产生VDD_SYS电源的替代选项，为MCX W23 MCU提供VDD_IO_DNVDD_DCDC电源。
From the P3V3_DUT supply (through shunt resistor SH104)		VDD_SWITCH	为MCX W23 MCU提供VDD_SWITCH电源。
From the VDD_REG supply (through shunt resistor SH108)		VDD_IO_ABC	为MCX W23 MCU提供VDD_IO_ABC电源。
From the VDD_REG supply (through shunt resistor SH109)		VDD_ANA	为MCX W23 MCU提供VDD_ANA电源。
Internally within the MCX W23 MCU or from the VDD_DCDC supply		VDD_SYS (1.71V - 2.75 V)	为MCX W23 MCU提供VDD_SYS电源。
From the DCDC_LX power of the MCX W23 MCU		1V8_DCDC (1.8V)	产生VDD_LDO_CORE和VDD_RF电源。
From the 1V8_DCDC supply (through shunt resistor SH110)		VDD_LDO_CORE	为MCX W23 MCU提供VDD_LDO_CORE电源。
From the 1V8_DCDC supply (through shunt resistor SH111)		VDD_RF	为MCX W23 MCU提供VDD_RF电源。
From the VPA_2P4GHZ power of the MCX W23 MCU		VDD_PA_2G4	为RF（天线）电路供电。
From the VREFO power of the MCX W23 MCU		VREF_OUT	通过Arduino插座连接器J2的引脚3为插入的Arduino板提供参考电压。

2.2 时钟

开发板为MCX W23 MCU提供32 MHz和32.768 kHz时钟，为LPC55S69 MCU提供16 MHz时钟，确保各个组件能够稳定运行。	Clock generator	Manufacturer and part number	Clock	Frequency	Destination
Crystal Y10	ECS Inc. ECS - 320 - 8 - 37B - CKY - TR	XI_32M, XO_32M	32 MHz	MCX W23 MCU (RF section)
Crystal Y9	MICRO CRYSTAL CM9V - T1