micro:bit

項目	v1.5	v2.0
大小	4cm x 5cm
LOGO	紅色	鍍銅，電容式觸摸感應
麥克風	無	MEMS 麥克風含指示燈
LED 矩陣	v1.5	v2.0
按鍵	左右
邊緣連接器	無缺口	有缺口
天線 藍牙	2.4 Ghz Micro:bit Radio/BLE 4.0	鍍銅 2.4 Ghz Micro:bit Radio/BLE 5.0
電源指示燈	無	有
USB	micro USB、動作指示燈
重置按鍵	重置	重置、關機、睡眠
電池連接器	v1.5	v2.0
主處理器	nRF51822 256KB Flash 16KB RAM	nRF52833 512KB Flash 128KB RAM
喇叭	無	有
USB 處理器	NXP KL26Z 16KB RAM	NXP KL27Z 32KB RAM
動作感應器	ST LSM 303
I2C	和動作感應器共用	專屬
供電	30mA 周邊 90mA	90mA 周邊 200mA?190mA?
程式	C++, MakeCode, Python, Scratch, Arduino 環境

1. http://www.circuspi.com/index.php/2020/11/02/bbc-microbit-v2/
2. https://tech.microbit.org/hardware
3. https://tech.microbit.org/hardware/schematic 
   

LOGO

麥克風

LED 矩陣

5x5 紅色 LED 矩陣透過軟體高速多工驅動，在 V1 用 9x3 GPIO 實作，其中 Row 2 Col 8 和 Row 2 Col 9 沒用到。在 V2 板子改用 5x5 matrix GPIO 實作，5 row 正極到 5 col 負極，5 col 訊號有通道邊緣連接器，要作為 GPIO 時需要關閉顯示功能。

LED 矩陣亦可反過來用來感應紅光亮度，不同板子會有不同敏感度。

按鍵

邊緣連接器

有 25 根接腳包括 19 訊號和 6 電源，其中有 5 個是可接 4mm banana plug 或 crocodile clip 的  ring，剩下是 1.27mm 間隔的 strip。ring 中有 3 個可以作為數位或類比的輸入或輸出，剩下是 3V 和 GND。

https://tech.microbit.org/hardware/edgeconnector

• 4 dedicated GPIO, PWM, I2C, SPI and ext.power.

擴充

• SparkFun weather:bit

RTC

• SparkFun gator:RTC：Micro Crystal I²C RV-3028 RTC (40-60nA @ 3V)，內建 3V 充電 lithium coin cell battery，外部手動事件輸入按鈕。
• SparkFun RV-1805 (Qwiic)：supercapacitor
• SparkFun RV-8803 (Qwiic)：CR1225、temperature compensated crystal providing extremely precise time-keeping, low power consumption, and time stamp event input along with a user-programmable timing offset value. The RV-8803 also has an improved I2C interface compared to the RV-1805 RTC that removes the need to sequence commands/writes to the device. Best of all, the temperature compensation comes factory calibrated.
• SparkFun DS1307 CR1225
• SparkFun DS3234 (SPI)

天線、藍牙

micro:bit Bluetooth Profile

• https://tech.microbit.org/bluetooth/profile/
  
• 定義
• 記憶體需求較多，事先編譯好的 Hex 檔：Without magnetometer、Without DFU
• https://github.com/lancaster-university/microbit-samples 
• Bluetooth 5.0 stack with BLE，支援 GAP Peripheral and Central device roles。運作在2.4GHz 到 2.41 GHz 的 ISM band。BLE 將頻譜切成 50 個 2MHz bands，用了其中 40 個 (channel 0 ~ 39)，其中 37、38、和 39 用作 “advertising”。當連上 devices ，以特殊順序使用其它 channel，稱為 adaptive frequency hopping，希望減低其他使用者 the impact of congestion。資料傳送率最好幾百 hundred Kilobytes per second。
• https://lancaster-university.github.io/microbit-docs/advanced/#compile-time-options-with-yotta
• 可使用 Mbed C/C++ environment 發展其它 Bluetooth profile。
• Martin Woolley’s Bluetooth Blog has a range of information on using Bluetooth with micro:bit 
• BittySoftware has a range of Bluetooth enabled software for the micro:bit 
• Original micro:bit “Out of the Box” experience, including some of the attributes in the Bluetooth Profile 
• Full profile with the display unused. If you want to write to the display over bluetooth then you should use this file instead of the ‘Out of the Box’ hex, which uses the display. 
• micro:bit radio API documentation

電源指示燈

USB

重置按鍵

長按可關閉電源，或者轉為睡眠模式。

同時接到 nRF52 和 KL27 處理器。

電池連接器

主處理器

Nordic nRF52833 64 MHz ARM Cortex-M4 with FPU, 512KB Flash, 128KB RAM

執行 USB 處理器載入的單一 binary image，包括藍牙 SoftDevice 軟體，並提供邊緣連接器所有 GPIO。

nRF52 在 P0.09(NFC1) 和 P0.10(NFC2) 的 NFC 功能預設是關閉的，可使用 nRF5SDK 設定。

There is an on-board 2.4GHz radio peripheral used to provide Bluetooth and custom radio capabilities via an off-chip aerial.

nRF52 內建有 core 溫度感應器預測 ambient 溫度。-40°C to 105°C，0.25°C steps，Accuracy +/-5°C (uncalibrated) DAL Thermometer

• SWD
• J-Link/OB
• Software
• NRF52 datasheet

喇叭

USB 處理器

NXP KL27 USB 處理器

• ARM® Cortex®-M0+ 48 MHz 256 KB Flash 32KB RAM 工作電壓 1.71~3.6V
  
• USB Full-Speed，使用 DAPLink firmware 提供 USB Mass Storage Class (USB Disk)、USB Connected Device Class (UART)、CMSIS-DAP、WebUSB
• 內建有 Regulator 可輸出 3.3V 120mA 供處理器和其它週邊使用，但 V2 似乎改由額外 LDO 提供 300mA。USB 低於 3.6V 時通透式輸出 2.1V ~ 3.6V。USB 指示燈
  
• Two-pin Serial Wire Debug (SWD) programming anddebug interface
• Down to 54uA/MHz in very low power run mode and1.96uA in deep sleep mode (RAM + RTC retained)
• 1x UART 最高 1.5 Mbit/s
• 2x low-power UART modules supportingasynchronous operation in low-power modes
• 2x I2C modules and I2C0 supporting up to 1Mbit/s
• 2x 16-bit SPI 最高 24 Mbit/s
• 1x FlexIO emulation 額外的 UART, IrDA, SPI, I2C, I2S, PWM and other serial modules, etc.
• 1x serial audio interface I2S
• 1x 16-bit 818 ksps ADC module with highaccuracy internal voltage reference (Vref) and up to16 channels
• High-speed analog comparator containing a 6-bitDAC for programmable reference input
• 1x 12-bit DAC
• Standby Mode 時 2.8V 1mA。
  

動作感應器

包括加速度計和磁力計。加速度計量測三軸加速度，磁力計可作為羅盤或磁場偵測。 The magnetometer can generate one processor interrupt for the application processor, and the accelerometer can generate two different processor interrupts for the application processor. Note, the physical orientation of this IC is important for binary compatibility with the driver code in the application processor, which assumes a particular physical orientation in its calculations

I2C

供電

運作電壓 1.8~3.6V，有 3 個可能來源: micro USB、JST-PH 電池接頭、或邊緣連接器。

• micro USB、電池接頭透過 LDO 提供 300mA, with thermal cut-out for short circuit protection。有 diode 防逆流，預留 90mA，外部可用約 190 mA。
  
• 邊緣連接器直接提供。
• Battery connector JST X2B-PH-SM4-TB Max current provided via edge connector 190mA
• KL27 本身也是 LDO 供電？RTC 用電？
  

程式

範例程式：Out-of-box Experience C++ 原始碼

MakeCode：線上程式積木或 JavaScript 編輯器，可下載拖放燒錄或 WebUSB 直接燒錄。

參考