HaaS EDU K1是HaaS Education Kit1的缩写，是基于四核高性能MCU-HaaS1000芯片打造的、集颜值和内涵于一身的物联网教育开发板。作为云端钉一体全链路解决方案的软硬件积木平台，深度集成了AliOS Things物联网操作系统、HaaS轻应用、小程序和阿里云物联网平台等技术和服务，让开发者可以轻松的学习和开发云端钉全链路实战项目，解决实际场景或孵化创新应用，图1是其全景图：

图1 HaaS EDU K1全景图

HaaS EDU K1 六大特点：

高颜值 - 有别于传统的裸板开发板，HaaS EDU K1外观鲜艳靓丽，洋溢青春活力。
可移动 - 内置1200mAh锂电池支持移动场景，OLED屏幕和游戏键盘设计提高可玩性。
配置丰富 - 采用定制的四核(Cortex-A7双核1GHz和Cortex-M33双核300MHz)高性能MCU-HaaS1000芯片，自带16M Bytes FLASH、16M Bytes PSRAM和2.5M Bytes SRAM，内置双频Wi-Fi和BT5.0天线，板载丰富的物联网传感器（加速度、陀螺仪、磁力计、温湿度、大气压、环境光和声音等），可开发丰富的AIoT应用场景或解决方案。
安全性 - 内嵌的Z8IDA金融级国密芯片，为数据安全保驾护航。
方便灵活 - 各接口有明确的标注，操作顺手，仅一条Type C数据线即可完成烧录、调试和充电，非常方便。
可扩展 - 开发板的资源都可以灵活配置，30PIN扩展接口和SD卡槽满足更多应用场景需求。

1、整机配置

1.1、硬件接口

图2 整机接口示意图

如图2所示HaaS EDU K1接口资源丰富，外形大小合理：为94.4mm * 63mm * 20 mm，充分考虑手持携带的便利性。其接口定义如下表：

名称	数量	描述
OLED屏幕	1	1.3寸，分辨率128*64
环境光传感器	1	型号：AP3216C
指示灯	4	白色电源指示灯 RGB单色可编程
按键	5	1个小孔径复位按键 4个可编程按键
电源开关	1	电源ON/OFF拨动开关
TF卡槽	1	最大支持64GB
USB接口	1	Type C接口，可充电/烧录/调试
扩展卡槽	1	30PIN简牛母座
蜂鸣器排孔	4	蜂鸣器及温湿度检测对流孔

1.2、扩展接口

除已有板载功能之外，还有30PIN扩展接口，最大限度释放HaaS1000芯片的资源，满足开发者更多的应用需求。主要扩展有1路ADC输入、1路USB HOST、1路SWD调试、2路SPK输出、3路MIC输入、8路GPIOs等，其中GPIO_P02和GPIO_P03与主板的传感器一起复用为I2C模式，其他6个GPIOs可随便定义，并且每路GPIO的最大驱动电流是10mA，具体接口定义如图3：

图3 扩展接口示意图

1.3、电气性能

工作电压	3.5V～5V
充电电流	450mA，可充电锂电池
工作温度	-20～85℃
环境湿度	5~85%RH（无凝结）

2、板载资源

2.1、主板功能

图4 主板功能模块示意图

如图4，HaaS EDU K1主板功能非常丰富，一大部分以板载功能呈现，比如：蓝牙/Wi-Fi、OLED屏幕、传感器等，另外还有30PIN扩展接口可以使用，尽可能释放HaaS1000芯片的开发资源，满足开发者的应用需求。主板大小为89.98mm* 49.98mm ，充分考虑黄金分割比例，使外形更合理美观，具体板载配置如下表：

名称		描述
CPU	型号	HaaS1000
	架构	Dual Cortex-M33 Dual Cortex-A7
	主频	Cortex-M33 to 300MHz Cortex-A7 to 1GHz
片上Flash		16MB
内存		2.5MB SRAM 16MB PSRAM
加密芯片		Z8IDA
看门狗		ADM706S
蓝牙		蓝牙5.0，支持BLE mesh
Wi-Fi		2.4G/5G双频
串口烧录		FT232RQ
充电管理		可充电锂电池1200mAh 充电电流450mA
加速度传感器		MPU6050
陀螺仪传感器
惯性传感器
磁力计		QMC5883L
气压传感器		SPL06
温度传感器		Si7006
湿度传感器
声音传感器		S08OB383
光传感器		AP3216C

HaaS EDU K1自带丰富的物联网传感器，包含6轴运动传感器、磁力计、温湿度传感器、环境光传感器和大气压传感器等。

2.1.1 运动传感器-MPU6050

MPU6050是InvenSense公司推出的全球首款整合性6轴（3轴陀螺仪和3轴加速度）运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的封装空。MPU-6000（6050）的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追踪快速与慢速动作，并且用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。原理图设计如图5，供电电压3.3V，采用I2C通信协议，最高传输速率可到400KHz，因为AD0管脚接高电平，所以I2C地址是0X69。在智能型手机、手持型游戏产品、3D遥控器等设备上都有应用。

图5 MPU6050原理图

2.1.2 磁力计-QMC5883L

QMC5883L源于Honeywell的HMC5883L，是一款表面贴装的集成了信号处理电路的三轴磁性传感器，应用场景主要包括罗盘、导航、无人机、机器人和手持设备等一些高精度的场合。原理图设计如图6，供电电压3.3V，采用I2C接口（I2C地址是0X0D），内置16位ADC，能对磁场信号进行校正和补偿，并且包含NVM用于存储校准数据，有连续测量和待命两种模式。

图6 QMC5883L原理图

2.1.3 温湿度传感器-Si7006

Si7006是Silicon Labs出品的温度及湿度传感器，它集成了温湿度测量元件、信号处理电路及模数转换器。温度测量范围在 -10°C至+ 85°C，最大误差为±1.0℃；湿度的测量范围0～80%，最大误差是±5％。原理图设计如图7，供电电压3.3V，采用I2C通信协议，最高传输速率可到400KHz，I2C地址是0X40。在远程遥测装置、智能手机、气象站等场景有广泛应用。

图7 Si7006原理图

2.1.4 环境光传感器-AP3216C

AP3216C是敦南科技推出的一款三合一环境光传感器，集成了光强传感器（ALS：Ambient Light Sensor）、接近传感器（PS：Proximity Sensor）和一个红外LED（IR LED）。常用于检测环境光进行屏幕亮度自动补偿以及人脸检测控制屏幕量灭的场景。原理图设计如图8，供电电压3.3V，采用I2C通信协议，I2C地址是0X1E。被广泛应用于智能手机上面，用来检测光强度和接近开关控制。

图8 AP3216C原理图

2.1.5 大气压传感器-SPL06

SPL06是全球领先的MEMS厂家歌尔推出的气压传感器，定位精度可达5厘米。原理图设计如图9，供电电压3.3V，采用I2C通信协议，I2C地址是0X76。

图9 SPL06原理图

2.2、芯片资源

HaaS1000是一颗高度集成的SoC，其主要集成了如下模块：

（1）Cortex-M33双核心和Cortex-A7双核心

（2）支持内部16MB PSRAM，2.5MB SRAM，16MB NOR flash

（3）2.4G/5G双频 Wi-Fi 4（1x1 802.11 a/b/g/n）

（4）双模蓝牙5.0

（5）音频编解码模块

（6）电源管理功能

（7）远程声场的三路模拟麦克风阵列和六路数字麦克风阵列

图10 芯片特性框架图

HaaS1000的M33核心可以运行蓝牙协议栈，A7核心可以运行语音处理和AI算法任务。其中Wi-Fi和蓝牙支持共天线和双天线方案，为性能和成本提供了灵活的可选择方案。其高集成度让开发者可以用很少的外围组件来设计完成一个完整的解决方案。HaaS1000芯片CPU及蓝牙/Wi-Fi主要特性如下：

2.2.1 CPU特性

（1）集成了PMU, CODEC, RF, BB, MCU和AP子系统的CMOS 单芯片

（2）MCU 子系统采用300MHz ARM Cortex-M33 Star双核

（3）AP 子系统采用具有NEON功能的1GHz CortexA7双核

（4）片内共享2.5MB SRAM

（5）16MB片上PSRAM

（6）16MB片上QSPI NOR Flash

（7）支持硬件加密引擎

（8）支持 TrustZone

（9）支持安全启动

2.2.2 BT/Wi-Fi特性

（1）Wi-Fi® IEEE 802.11 a/b/g/n

（2）支持 2.4GHz Wi-Fi

（3）支持 20MHz, 40MHz 带宽模式

（4）Bluetooth® v5.0 双模式

（5）支持 BLE Mesh

（6）A2DP v1.3/AVRCP v1.5/HFP v1.6

（7）支持 Wi-Fi/BT共存

2.2.3 外围接口特性

（1）支持USB2.0 HS

（2）支持3路UART，最高可到6Mbps

（3）支持2路SPI，最高可到50Mbps，支持串口LCD

（4）支持2路I2C，最高可到1.4Mbps

（5）支持4路PWM

（6）支持3路 10-bit GPADC，7 channels

（7）支持40个GPIO可编程，每路都有独立中断

2.3、GPIO分配列表

功能模块	特征描述	原理图网络名	管脚名称	GPIO MAPPING
功能模块	特征描述	原理图网络名	管脚名称	Function 0	Function 1	Function 2	Function 3	Function 4	Function 5	Function 6
OLED	1.3寸 128*64	SPI1_DIO	Y11	GPIO_P3_5	pwm3	SPI0_CS1	I2S0_DI2	SPI1_DIO
		SPI1_CLK	V11	GPIO_P3_7	pwm1	SPI0_CS2	I2S0_DI0	SPI1_CLK
		SPI1_DI0	W10	GPIO_P3_4	pwm2	SPI0_DI1	I2S0_DI3	SPI1_DI0	CLK_OUT	SPI1_DCN
		OLED_RST	U10	GPIO_P3_6	pwm0	SPI0_DI2	I2S0_DI1	SPI1_CS0
		AP3216C_INT	T5	GPIO_P4_7	WF_UART_RTS
		I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
		I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
		SPI0_CS0	B9	GPIO_P0_6	SDMMC_DATA5	SPI0_CS0	UART2_CTS	SPI1_CS2	PDM0_D
T-FLASH	64GB	SDMMC0_D2	F7	GPIO_P1_0	SDMMC_DATA2		SPI1_CLK	SPI0_CS1	I2S0_DI3
		SDMMC0_D3	E6	GPIO_P1_1	SDMMC_DATA3		SPI1_CS0	SPI0_CS2	I2S0_DI2
		SDMMC0_CMD	M12	GPIO_P1_2	SDMMC_CMD		SPI1_CS1	SPI0_CS3	I2S0_DI1
		SDMMC0_CLK	N12	GPIO_P1_3	SDMMC_CLK	I2S_MCLK	SPI1_DCN	CLK_OUT	I2S0_DI0
		SDMMC0_D0	D9	GPIO_P1_4	SDMMC_DATA0		SPI1_DI0
		SDMMC0_D1	C7	GPIO_P1_5	SDMMC_DATA1		SPI1_DIO	I2S_MCLK	CLK_OUT
		SDMMC0_DET_L	Y6	GPIO_P3_1	SPI1_CS2		SPI1_CS2		PDM1_D	WF_UART_TX
蜂鸣器		PWM0	N10	GPIO_P2_6	pwm0	SPI1_DI1	UART2_CTS	SPDIF0_DI	CLK_32K_IN
LED	蓝灯L3	LED3	AA5	GPIO_P4_2	I2S0_DI1
	绿灯L2	LED4	AA4	GPIO_P4_3	I2S0_DI0
	红灯L1	LED5	R4	GPIO_P4_4	WF_UART_RX
KEY	K1	KEY1	M13	GPIO_P2_7	pwm1	SPI1_CS1	UART2_RTS	SPDIF0_DO	CLK_OUT
	K2	KEY2	D7	GPIO_P2_4	pwm2	CLK_REQ_OUT	SPI0_DI3
	K3	KEY3	E8	GPIO_P2_5	pwm3	CLK_REQ_IN	SPI0_CS3
	K4	KEY4	W6	GPIO_P3_2	SPI1_CS3		SPI1_CS3		PDM2_D
运动传感器 MPU6050	0X69	I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
	0X69	I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
		MPU6050_INT	Y9	GPIO_P4_1	I2S0_DI2	UART2_RTS
磁力传感器QMC5883L	0X0d	I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
	0X0d	I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
		QMC5883L_INT	T4	GPIO_P4_6	WF_UART_CTS
气压传感器SPL06	0X76	I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
气压传感器SPL06	0X76	I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
温湿度传感器Si7006	0X40	I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
温湿度传感器Si7006	0X40	I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
光线传感器AP3216C	0X1e	I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
	0X1e	I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
		AP3216C_INT	T5	GPIO_P4_7	WF_UART_RTS
UART串口 FT232RQ	1.5M	UART_RX	U12	GPIO_P1_6	UART0_RXD	I2C_M0_SCL	BT_UART_RXD
UART串口 FT232RQ	1.5M	UART_TX	V13	GPIO_P1_7	UART0_TXD	I2C_M0_SDA	BT_UART_TXD
扩展接口		I2C_SCL1	F11	GPIO_P0_2	I2S0_WS	I2C_M1_SCL	PCM_FSYNC	SPI1_CS0	PDM1_D	SPDIF0_DI
		I2C_SDA1	E12	GPIO_P0_3	I2S0_SCK	I2C_M1_SDA	PCM_CLK	SPI1_CLK	PDM2_D	SPDIF0_DO
		UART2_RXD	D11	GPIO_P2_2	I2C_M1_SCL	UART2_RXD	UART1_CTS	BT_UART_CTS		I2S_MCLK
		UART2_TXD	C12	GPIO_P2_3	I2C_M1_SDA	UART2_TXD	UART1_RTS	BT_UART_RTS		CLK_OUT
		SPI0_DI0	B10	GPIO_P0_4	SDMMC_DATA7	SPI0_DI0	I2S_MCLK	CLK_OUT	PDM1_CK	SPI0_DCN
		SPI0_CLK	E10	GPIO_P0_5	SDMMC_DATA6	SPI0_CLK		SPI1_CS1	PDM1_D
		SPI0_CS0	B9	GPIO_P0_6	SDMMC_DATA5	SPI0_CS0	UART2_CTS	SPI1_CS2	PDM0_D
		SPI0_DIO	C10	GPIO_P0_7	SDMMC_DATA4	SPI0_DIO	UART2_RTS	SPI1_CS3	PDM2_D
		SWDIO	C8	GPIO_P0_0	I2S0_SDI	UART2_RXD	PCM_DI	SPI1_DI0	PDM0_CK	SPI1_DCN
		SWCLK	F9	GPIO_P0_1	I2S0_SDO	UART2_TXD	PCM_DO	SPI1_DIO	PDM0_D