探索 K32W148-EVK 评估板：低功耗无线设计的理想之选

在当今的物联网（IoT）和工业应用领域，低功耗、高安全性的无线微控制器（MCU）需求日益增长。NXP 的 K32W148-EVK 评估板，作为 K32W148 MCU 的评估和开发平台，为工程师们提供了一个高度可配置、低成本且易于使用的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款评估板的特点和功能。

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一、K32W148-EVK 概述

K32W148-EVK 板是为 NXP K32W148 MCU 设计的评估和开发平台。K32W148 是一款低功耗、高安全性的单芯片无线 MCU，支持 Arm Cortex - M33 核心。评估板提供了一个易于使用的用户界面，具备虚拟串口和标准的编程及运行控制功能。

K32W148 MCU 集成了 96 MHz 的 Arm Cortex - M33 CPU，以及工作在 2.4 GHz 频段的无线电收发器，支持蓝牙低功耗（LE）5.3 的 GFSK 调制和 IEEE 802.15.4 的 OQPSK 调制。它还拥有蓝牙 LE 控制器堆栈、IEEE 802.15.4 数据包处理器、收发器驱动程序、高达 1 MB 的闪存、高达 128 KB 的 SRAM 以及优化的外设，以满足目标应用的需求。此外，K32W148 MCU 支持多协议用例，适用于 Matter、Thread、Zigbee 和蓝牙 LE 等物联网和工业应用。

评估板本身提供了 RF 电路（包括天线）、16 Mbit QSPI NOR 闪存、加速度计和 32 MHz 晶体。它与 Arduino UNO R3 和 Mikroe click 板兼容，是一个独立的 PCB，支持使用 NXP 的 GFSK 和 OQPSK 库进行应用开发。同时，它可以与多种开发工具配合使用，如 NXP MCUXpresso IDE 和 IAR Embedded Workbench，并且是无铅且符合 RoHS 标准的。

二、关键特性详解

1. 通信接口

• LPUART 接口：目标 MCU 有两个 LPUART 模块（LPUART0 和 LPUART1）。LPUART0 可连接到 mikroBUS 或 Arduino 插座，用于外部 UART 连接；LPUART1 支持 USB - to - UART 桥接，用于将 MCU - Link 连接到目标 MCU。默认情况下，MCU - Link 连接到 LPUART1 控制器，可通过改变跳线 JP16 和 JP17 的设置将其连接到 LPUART0 控制器。
• LPSPI 接口：仅支持 LPSPI1 模块，具有四个外设芯片选择（PCS0 - PCS3）。PCS0 连接到 16 Mbit QSPI NOR 闪存，支持 OTA 编程；PCS1 连接到 Ranger 4 插座；PCS2 连接到 Arduino 插座；PCS3 支持 USB - to - SPI 桥接，用于将 MCU - Link 连接到目标 MCU。默认情况下，USB - to - SPI 桥接是禁用的，可通过打开跳线 JP34 来启用。
• LPI2C 接口：仅支持 LPI2C1 模块，连接到 MCU - Link、电源管理集成电路（PMIC）、加速度计、mikroBUS 插座和 Arduino 插座。通过 USB - to - I2C 桥接，可用于从 MCU - Link 调试目标 MCU，跳线 JP30 可用于启用/禁用该桥接。

2. RF 接口

目标 MCU 集成了高性能无线电收发器，支持蓝牙 LE 5.3 和 IEEE 802.15.4。评估板提供了一个小尺寸、低成本的 RF 接口，具有 PCB 集成的倒 F 天线（默认启用）和 SMA 连接器。可通过移动 15 pF 电容从 C3 到 C4 来禁用倒 F 天线并启用 SMA 连接器。RF 输出功率可编程，范围为 - 30 dBm 到 + 10 dBm。

3. 加速度计

评估板配备了一个 3 轴、12 位的紧凑型数字加速度计 U12（NXP FXLS8964AF），支持 ±2g / ±4g / ±8g / ±16g 加速度，具有可选的 I2C 接口。它适用于需要超低功耗运动唤醒的应用，并且经过 AEC - Q100 认证，温度范围为 - 40 ℃ 到 + 105 ℃，非常适合汽车和工业物联网的“运动传感”应用。跳线 JP43 可用于配置加速度计的 I2C 地址。

4. 扩展接口

• mikroBUS 插座：由两个 1x8 位置的插座组成，支持各种附加板（click 板），可轻松为板设计添加新功能。
• Arduino 插座：具有四个连接器（1x8、1x10、1x8 和 1x6 位置的插座），与 Arduino Uno 修订版 3（R3）板引脚兼容。
• Ranger 4 UWB 插座：由两个连接器（2x10 和 2x8 位置的插座）组成，与 Ranger 4 UWB 板引脚兼容。

三、电源管理

1. 电源供应方式

K32W148 - EVK 板可以通过以下方式供电：

• 外部电池（CR2032/CR2450 纽扣电池）
• USB 微 - B 连接器（J14），提供 5 V 电源
• 外部直流电源（未在板上填充的 J8 连接器）

2. 电源模式

评估板支持四种电源模式：DC - DC Buck 模式（默认）、DC - DC Bypass 模式、PMIC 模式和 Smart Power Switch 模式。切换电源模式需要重新配置一些跳线，并可能需要在 PCB 底部切割走线。例如，从 DC - DC Buck 模式切换到 DC - DC Bypass 模式，需要将跳线 JP10 的设置从 5 - 6 短接改为 3 - 4 短接。

3. DC - DC 电感

评估板使用 1 μH 的 DC - DC 电感 L1（TDK MLZ2012A1R0WTD25），在 DC - DC Buck 模式下启用。选择合适的 DC - DC 电感时，应关注电感值（1 μH 或 1.5 μH）、等效串联电阻（ESR < 0.3 Ω）、饱和电流（Isat > 300 mA）和自谐振频率（> 50 MHz）等规格。

四、MCU - Link OB 调试探针

1. 概述

MCU - Link 是由 NXP 和 Embedded Artists 联合开发的调试探针架构，基于 LPC55S69 MCU（Arm Cortex - M33 核心）。K32W148 - EVK 板使用 MCU - Link OB 调试探针，它也有独立的基础型号和全功能型号可供选择。默认情况下，K32W148 - EVK 的 MCU - Link 调试探针编程有基于 NXP CMSIS - DAP 协议的固件，也支持自定义的 J - Link Lite 固件。

2. 固件更新

要更新 MCU - Link 固件，需将 MCU - Link 切换到 ISP 模式（USB1），方法是短接跳线 JP20。然后通过 USB 微 - B 电缆将板上的 J14 连接器连接到主机计算机，使用“Readme.txt”文件中的说明将固件编程到 MCU - Link 内部闪存中。更新完成后，根据编程的固件类型，板上的 LED 会有不同的显示状态。

3. 调试功能

• 支持的调试场景：支持使用 MCU - Link 作为目标 MCU 的调试器，也支持使用外部调试器调试目标 MCU，还可以使用 MCU - Link 调试外部目标 MCU。
• 通信桥接：支持通过 USB - to - UART 桥接（VCOM 功能）和 USB - to - SPI 或 USB - to - I2C 桥接（USBSIO 功能）连接到目标 MCU。这些功能可以通过跳线进行启用或禁用。
• 功耗测量：评估板包含用于测量目标 MCU 电压、电流和功率/能量消耗的电路，可使用 MCUXpresso IDE 11.5.1 或更高版本进行分析和显示。测量时，需根据不同的电源供应调整跳线设置。

五、总结与展望

K32W148 - EVK 评估板为工程师们提供了一个全面的平台，用于开发基于 K32W148 MCU 的物联网和工业应用。其丰富的接口、灵活的电源管理和强大的调试功能，使得开发过程更加高效和便捷。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求，合理配置跳线和选择合适的固件，以充分发挥评估板的性能。

随着物联网和工业 4.0 的不断发展，低功耗、高安全性的无线通信需求将持续增长。K32W148 - EVK 评估板凭借其多协议支持和良好的扩展性，有望在智能家居、工业监控、智能交通等领域发挥重要作用。同时，NXP 不断更新和完善相关的开发工具和固件，也为开发者们提供了更多的可能性。

你在使用 K32W148 - EVK 评估板过程中遇到过哪些问题？或者你对它的未来发展有什么期待？欢迎在评论区分享你的想法和经验。