原创 【富芮坤物联网开发板评测】迟来的FR8016HA开发板初评报告

去年底在面板包社区申请测评了兆易创新的RISC-V开发板，浏览其他页面时不期而遇富芮坤的智能设备开发板（FR8016HA），之前一直对物联网技术很关注，所以热情地提交了申请，期盼了解行业里第一手资讯。后来兆易创新的板子顺利拿到手，我按时提交了两篇评测报告，不过富芮坤却一直没有消息，我想大概是狼多肉少的原因与FR8016HA擦肩而过了，之后又冒出来疫情，家里和单位也事情不断，所以我就忘了这档子事。直到半个多月前一个陌生的快递送到我的手里，我打开看时才知道自己又中奖了，不过这个板子来的时机不好，因为这段时间各种忙，我实在顾不上盘他。终于到今天，一个月时限快到，我也不想再推迟，根据FR8016HA开发板的初印象写了一个简单的初评报告，因个人水平有限评测过程难免不当甚至错误的地方，烦请批评斧正。

1 开发板外观

打开包装盒后，如图1和图2，物品主要有FR8016HA智能设备开发板1块，USB数据线1根，纸质指导清单2张，此外还提供了一副口罩，疫情期间，富芮坤公司这个小举动还是很贴心的，赞一下！

图1 开发板和USB数据线  

图2 纸质指导清单

初看到开发板时还是对其尺寸感到意外，比想象的小，经测量开发板长8cm，宽6cm，高1cm，板子上还有一个正方形的小液晶屏，尺寸约为2.5*2.5cm，图3是开发板和手的对比。

图3 开发板的大小对比

看到开发板后，就要了解开发板及芯片的技术资料，如果资料欠缺，利用板子做项目开发也是比较困难的。根据装箱的纸质指导资料，发现该板子的技术资料较为齐全，包括指导视频，现列如下。

视频教程

https://www.bilibili.com/video/av93127279

SDK在GitHub的下载地址

https://github.com/qdfreqchip

BLE5.0版本的SDK国内镜像（下载速度快）

https://gitee.com/freqchip/FR801xH-SDK

开发板资料网盘地址，提取码:zdov

https://pan.baidu.com/share/init?surl=91JY-x2G7rWIVebdVoafww

该压缩包资料较全，包括例程和驱动的代码,还有烧录软件,手机APP等工具,以及硬件应用指南、开发板原理图、用户软件指南等。

本文的一些数据来自于以上资料。

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图4 富芮坤的二维码

2 芯片简介

开发板使用的芯片是FR8016H ，芯片尺寸较小（4*4mm），采用40nm工艺制程，该芯片集成RF、Baseband、PMU、CODEC、SPI、IIC、UART、GPIO、ADC、PWM、Keyboard scan 等模块，支持蓝牙 V5.1，支持标准 SIG Mesh、HomeKit。GPIO资源丰富,而且功耗很低,最低可以2-3uA，直接针对智能家庭设备，适合应用于智能手环、语音遥控器、智能家居等应用项目。

FR8016HA 采用QFN32 4x4封装，管脚布局图如图5。

图5 芯片管脚图

1）电源

芯片供电电源电压范围为 1.8V-4.3V，可使用锂电池、纽扣电池、干电池供电，供电选择范围大。

2）晶振

芯片选用外部晶振，晶振选用24MHz，频率公差+/-10PPM，负载电容6pF-12pF（具体值通过实测系统后确定）。实际应用中，即使物料不变，由于布局、PCB板材等差异也会产生频偏，因此每个方案量产前都需要取几台样机测量一下频偏，通过调整晶振负载电容或者相应寄存器的值使得频偏控制在+/-30KHz以内。

3）GPIO

所有GPIO管脚可以被配置为输入和输出 2 种状态。GPIO 管脚的高电平输出为 LDO_OUT 脚电压，LDO_OUT脚电压值可通过API配置。在电池电压VBAT大于3.0V 时，固定为3.0V，电池电压VBAT小于3.0V时，LDO_OUT=VBAT。GPIO做为输入模式时的门限是，高电平需要>0.7*LDO_OUT脚电压，低电平需要<0.3*LDO_OUT脚电压。

3 FR8016HA开发板硬件资源

FR8016HA 开发板系统框图如图6。

图6 开发板系统框图

FR8016HA 开发板产品特性如下。

*支持蓝牙 V5.1 低功耗(BLE)

*预留外接 J-Link 调试接口(PC6 SWCLK、PC7 SWDIO)，支持 J-Link V9

*板载六轴陀螺仪传感器 SH2100

*板载温湿度传感器 SHT30-DIS

*PCB天线

*1个LED 灯

*2个用户按键、1 个复位按键

*板载 USB 转 TTL 串口 CP2102

*板载 4 相 5 线步进马达驱动接口

*板载 240*240 像素 LCD 彩色屏

*支持 6 路 PWM 输出

*支持 3 组对称互补 PWM 输出

*支持 4 路 10 位 ADC、1 路 16 位 ADC 输入、2 路 I2C、2 路 UART

*支持 MIC 输入

*支持播放本地提示音文件 SBC 格式

*内置充电管理，充电电流最大 200mA，软件可配置充电电流参数

*预留 NTC 温度检测电路

*预留热电堆温度传感器温度检测电路

开发板资源布局图如图7。

图7 开发板资源描述

总体来说，开发板布局合理，走线清晰，接地良好。板子上外围器件不算多，因此使用双面板进行设计，从而节省成本。

开发板不需要麦克风功能时，麦克风电路部分元件可以省去；不需要充电功能时，充电电路部分元件可以省去。

IC左侧在开发板边缘的区域是天线。射频走线时阻抗为50ohm，走线短且宽，无过孔，和IC同层。此外预留π形匹配电路，靠近芯片 RF 脚放置，用于天线匹配，项目开发时天线匹配阻抗往50Ω方向调，元件参数值应根据天线和 PCB 布局实测后确定（如果学习过电磁场理论的同学不理解这段话，就应该拖出去打一顿）。

IC的左下方是外接晶振，晶振走线短，无过孔，与 RF 微带线之间有地线隔离。

LCD屏采用240*240像素的彩色屏，很实用，便于测试蓝牙5.0距离等数据的显示。

板载的6轴陀螺仪和加速度传感器和气压检测部分适合在穿戴设备应用上。

GPIO使用的时候一定要注意IO口的复用问题，复用选择通过黄色的跳线进行控制，IO口由红色的插座上的插针引出。

4 开机测试

将上电的USB数据线连接在板载USB接口上，跳线帽分别将PA2和TXD，PA3和RXD相连。开发板即开始上电工作，开机画面如图8，液晶屏显示上海富芮坤微电子有限公司的Logo，表明开发板工作正常。

图8 开机画面

5 结论

FR8016HA开发板上的传感器资源丰富的，接口也比较多，适合直接拿来验证项目开发，省时省力便于推广，面包板社区上标注的单价为199元，价格较为适中，如果有兴趣在物联网领域发展的人可以考虑入手一块作为学习测试。今后计划在物联网方面结合一些实例再做测试，考虑用在今后培训和项目测试上。

本篇评测报告的完成费了一点劲，要感谢我的家人！