一款基于Cortex-M4的BLE SoC——Nordic nRF52开发套件评测

最近有幸获得了评测nRF52板子的机会，想想还是有点小激动的，毕竟这板子一经推出，便艳惊四座!这次终于可以一睹其风采了，接下来本文将带你解开它那神秘的面纱。

本文目录

1. 开箱分享

2. 硬件资源介绍

3. 上手体验

3.1 心率监视器

3.2 防丢Demo

3.3 更多新特性

4. 总结

1. 开箱分享

nRF52评估板购买于贸泽商城，含税300大洋。发货期间忘记填写过关的单子导致出货耽搁了2个星期，板子到手后就迫不及待的肢解了包装盒，如图1所示，包装盒里首先看到的是一张快递单号以及一个大的防静电包装袋。

​ 图1. 防静电包装袋

打开袋子让我意外惊喜，里面除了nRF52主板以外，还包含5枚nRF52832芯片以及一片NFC线圈。买过这么多次的板子，头一次遇到厂商额外送主控IC，果然良心啊，泪牛满面~~。

​ 图2. 购买清单合影

为了避免板载的排针、排母出现磕碰变形的情况，Nordic给所有的排针、排母都加了针帽，这点还是很贴心的。(这是之前错误的认识，其实这些针帽应该是夹持盖，在SMT机器上方便上料。)

2. 硬件资源介绍

nRF52评估板将主控MCU的所有引脚(编号从P0.00到P0.31)都引了出来，并以排母的形式分布在开发板的两端，旁边的过孔也可以自己焊接成排针，为引脚与模块之间的连线提供了方便，此外，开发板还兼容arduino接口，可谓考虑周详。咋一看还以为开发板上白色贴纸下的大芯片是nRF52，还纳闷Nordic怎么将MCU做成这么大了。仔细一瞧才发现白线框内的小IC才是nRF52832， 型号标识是N52832QFAA。

​ 图3.评估板硬件资源标识

如图所示，板载硬件中自带Jlink调试器(中间最大的白色IC)，并引出了两种向外的调试接口，长排的接口为常用的SWD接口，nRF52除了可使用自带Jlink调试器外，也提供了Debug in接口，以支持外部调试器的接入。在供电方面，评估板提供了三种供电方式：纽扣电池供电、USB供电以及外部引脚供电，其中USB供电口可直接插在电脑端，除了供电外还提供了额外的两个功能：一，串口调试功能;二，USB的大容量存储模式，在电脑上呈现一个U盘的状态，将编译生成的固件直接拖入该盘中，即完成固件的更新。总之，板载调试器的microUSB接口提供了供电，串口打印、下载调试、USB固件更新等4大功能，非常方便。最后nRF52还提供了NFC功能，通过下方的NFC接口可插入外部NFC线圈。

​ 图4. 虚拟串口功能

​ 图5. USB大容量存储模式

最后重点介绍本文的主角：nRF52832IC，Nordic最新的一款微控制器产品，型号标识是N52832QFAA，采用QFN48封装，尺寸仅为6x6mm;若采用晶圆级芯片封装(WLCSP)，尺寸可做到3.0x3.2mm。

​ 图6. nRF52832芯片图

打开Keil工程选项，可以看到处理器的架构为ARM Cortex-M4，32-bit，最大主频64 MHz，内部闪存为512kB，SRAM也达到了64kB。下面列出一张对比表，比较nRF52832与自家的前一代芯片nRF51822之间的参数差异。​

表1. 芯片参数对比

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从表1中可以看到，新一代的nRF52芯片在上一代nRF51的基础上，性能及功能方面都有了显著的提升。当市面上大多数厂商的BLE依然采用Cortex-M0或51架构时，北欧半导体厂商已经率先采用了ARM Cortex-M4架构内核，在提高内核性能的同时还进一步降低了芯片的整体功耗，其产品的整体表现不可谓不强大。对比上一代产品，nRF52不论是在数据收发过程中，还是在低功耗待机模式中，其整体功耗均得到明显降低，除此之外，nRF52还出现了众多前一代所不具备的新特性，例如NFC功能以及EasyDMA等技术。

3. 上手体验

对于新拿到nRF52评估板的用户，Nordic官网提供了基础的引导入门，此处测试其中的两个小Demo：Heart rate monitor以及Proximity demo。准备工作分两步：一，点击页面下载链接获得两个Demo的Zip压缩包并分别解压到本地目录中;二，去应用市场下载Nordic的BLE工具箱APP ，名字叫做nRF Toolbox。​

图7. 测试准备工作

3.1 心率监视器

将nRF52评估板插入电脑USB端，在文件资源管理器中将出现将出现名为JLINK的虚拟U盘，将heart_rate_demo文件下的hex文件直接拖入该文件根目录下，评估板将自动完成nRF52832的固件更新。

图8. 心率监视器固件资源

打开nRF Toolbox，如果手机没有开启蓝牙(提示开启)需点击开启，进入主界面后，选择HRM(heart rate monitor)图标进入二级页面。

图9. nRF Toolbox工具主界面

点击CONNECT搜索BLE设备，此时应该可以看到名为“Nordic_HRM”的BLE设备(固件更新成功的话)，点击设备名进行连接，即可看到评估板传来的心率测试数据。​

图10. 扫描接收心率数据

3.2 防丢Demo

此处操作过程同心率监测器，将proximity_demo文件下的hex文件直接拖入JLINK文件根目录下，nRF52评估板将自动完成nRF52832的固件更新。在APP端点击PROXIMITY，在其页面中点击CONNECT扫描BLE设备，此时应该可以看到名为“Nordic_Prox”的BLE设备(比较诡异的是，我这里依然显示的Nordic_HRM，在断开一段时间后扫描显示设备名才恢复正常)。点击设备名即可进行连接。​

图11. 防丢应用界面

连接成功后可看到屏幕上的“FindMe”按钮变成可点击状态，此时可进行两种测试操作：一，点击评估板上的Button1，此时手机将会响起报警声，再次点击Button1关闭报警;二，拿起手机远离评估板，在绕过两堵墙，穿过走廊(约十几米的距离)后，手机提示已经超出连接范围，警报声响起。

3.3 更多新特性

除了以上两个小Demo展示外，nRF52的NFC功能也是个亮点，遗憾的是在评测的过程中，手机并没有扫描到评估板的NFC标签(可正常扫描到公交卡)。关于nRF52832的更多应用，Nordic官网提供了完整的SDK、参考手册、协议栈固件以及相应的开发工具，开发者按照提示下载安装即可进一步体验nRF52832的新特性，此处不再进行详述。

4. 总结

北欧半导体推出的nRF52评估板是一个完整的BLE/NFC开发调试板，板载性能强劲的nRF52832控制器，该MCU集成有ARM Cortex-M4处理器内核，64MHz主频，内置512/256KB的Flash，以及64/32KB SRAM的大容量存储。此外nRF52832的功耗在上一代产品的基础上有了进一步的降低，使得其不仅在传统的计算机外设、医疗娱乐等领域具备优势，在新兴的物联网、智能设备等领域也更具应用前景。