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Kinetis KL3x和KL4x的Freedom開發(fā)平臺——FRDM-KL46Z評測

Kinetis KL4x MCU nxp FRDM-KL46Z

2016-08-17
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作者：大音希聲
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
Kinetis KL4x 系列MCU不僅具備超低功耗的性能，還包含一套豐富的模擬、通信、定時和控制外設(shè)(包含段式LCD控制器)，適用于各種應(yīng)用，如電子秤、流量計、智能電表和恒溫計，該系列MCU在Kinetis L系列MCU中屬于中端水平。

多達(dá)4通道的外設(shè)和存儲器用DMA，使CPU負(fù)載更低，系統(tǒng)吞吐更快

4)信號處理能力

16位ADC，可配置分辨率、采樣時間和轉(zhuǎn)換速度/功率

集成式溫度傳感器

帶內(nèi)置6位DAC的高速比較器

支持DMA的12位DAC

5)定時器

兩個6通道和1個2通道16位低功耗定時器PWM模塊，支持DMA

兩通道32位周期中斷定時器

6)HMI接口

段式LCD接口

電容式觸摸傳感輸入支持16個外部電極和DMA數(shù)據(jù)傳輸

7)總線接口

1路USB 2.0 OTG (全速)

兩個支持DMA的I2C，速率高達(dá)1 Mbps

1個LPUART，兩個UART，支持DMA

兩個SPI，支持DMA

I2S模塊

圖2-4展示了這塊MCU的組成

圖2-4 MCU硬件結(jié)構(gòu)

2、調(diào)試下載模塊(圖2-5)

圖2-5 下載器

所有的FRDM開發(fā)板上面都會板載一個調(diào)試下載模塊，此模塊兼容目前市面上的Open-SDA仿真器，控制核心為K20系列的MCU(圖2-6) ，這個是NXP公司生產(chǎn)的基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的微控制器，具有高速USB控制器。這款仿真器具有如下特性：

1、通過單個USB連接便可在主機(jī)和嵌入式目標(biāo)處理器之間進(jìn)行調(diào)試、閃存編程和串行通信

2、完全兼容第三方調(diào)試解決方案

3、開源mbed接口引導(dǎo)加載程序和固件應(yīng)用

如果不選擇使用板載仿真器，那么開發(fā)板在左下角處提供了一個10線的JTAG接口用于接入ARM系列的各種調(diào)試器

圖2-6 下載器MCU K20

3、人機(jī)交互模塊

人機(jī)交互模塊包含兩個部分，分別是段式LCD(圖2-7)與觸摸板(圖2-8)，這兩個模塊分別連接到MCU的LCD控制器與一路I2C總線上面

圖2-7 段式LCD

圖2-8 觸摸板

4、板載傳感器

FRDM-KL46Z板載三種傳感器，分別是：

1)磁力計MAG3110(圖2-9)，來自NXP公司。這個是一款小型低功耗數(shù)字3D磁傳感器，具有較寬的動態(tài)范圍，采用標(biāo)準(zhǔn)的I²C串行接口，能夠測量最高10高斯的局部磁場，輸出數(shù)據(jù)速率高達(dá)80 Hz。

圖2-9 MAG3110

2)光敏傳感器ALS-PT19-315(圖2-10)，來自臺灣億光電子，這個器件能夠測量光的強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率和電壓的電信號，這個器件連接到MCU的ADC接口上面

圖2-10 ALS-PT19-315

3)加速度傳感器MMA8451Q(圖2-11)，這個是具有14位數(shù)據(jù)精度的低功耗三軸電容式微機(jī)械加速度傳感器，采用I²C數(shù)字輸出接口，運(yùn)行頻率可達(dá)2.25 MHz

圖2-11 ALS-PT19-315

從硬件組成上面看，這塊開發(fā)板包含的模塊有使用LCD控制器的，有使用AD轉(zhuǎn)換器的，也有使用I2C接口的，確實能夠從多個方面評估主控MCU KL46Z各個方面的功能。在如此小的一塊電路板上面集成這么多的功能，可見這塊開發(fā)板的技術(shù)含量十足。

3.開發(fā)環(huán)境搭建

這一部分將介紹一下如何搭建FRDM-KL46Z的開發(fā)環(huán)境。

FRDM-KL46Z這塊開發(fā)板的開發(fā)環(huán)境主要有三種，第一種是使用NXP公司FRDM平臺的開發(fā)環(huán)境，Kinetis Design Studio (KDS);第二種是使用第三方本地開發(fā)環(huán)境，比如IAR, Keil等;第三種就是使用ARM的在線開發(fā)環(huán)境ARM mbed。在這次評測中，筆者將會使用mbed與Keil聯(lián)合進(jìn)行開發(fā)。

下面先介紹一下如何在Keil下進(jìn)行開發(fā)。步驟如下：

1、打開Keil uVision 5，點擊上方的Pack Installer，找到Freescale——KLxx Series，安裝右側(cè)所有的支持包，如圖3-1所示

圖3-1 安裝Keil支持包

2、下載NXP公司為Keil提供的軟件開發(fā)包(SDK)，這個開發(fā)包支持幾種主流的本地開發(fā)環(huán)境，包括 Kinetis Design Studio 、Atollic,、IAR、 Keil還有 command-line GCC等。下載地址為http://www.nxp.com/zh-Hans/products/software-and-tools/run-time-software/kinetis-software-and-tools/development-platforms-with-mbed/software-development-kit-for-kinetis-mcus:KINETIS-SDK?code=KINETIS-SDK&nodeId=0152109D3F1E8C1EF7&fpsp=1&tab=Design_Tools_Tab，下載需要先注冊一個NXP的賬號，如果有以前的Freescale公司的賬號也可以，下載的界面如圖3-2所示