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Kinetis KL3x和KL4x的Freedom开发平台——FRDM-KL46Z评测

Kinetis KL4x MCU nxp FRDM-KL46Z

2016-08-17
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作者：大音希声
来源：21ic

[导读]
Kinetis KL4x 系列MCU不仅具备超低功耗的性能，还包含一套丰富的模拟、通信、定时和控制外设(包含段式LCD控制器)，适用于各种应用，如电子秤、流量计、智能电表和恒温计，该系列MCU在Kinetis L系列MCU中属于中端水平。

多达4通道的外设和存储器用DMA，使CPU负载更低，系统吞吐更快

4)信号处理能力

16位ADC，可配置分辨率、采样时间和转换速度/功率

集成式温度传感器

带内置6位DAC的高速比较器

支持DMA的12位DAC

5)定时器

两个6通道和1个2通道16位低功耗定时器PWM模块，支持DMA

两通道32位周期中断定时器

6)HMI接口

段式LCD接口

电容式触摸传感输入支持16个外部电极和DMA数据传输

7)总线接口

1路USB 2.0 OTG (全速)

两个支持DMA的I2C，速率高达1 Mbps

1个LPUART，两个UART，支持DMA

两个SPI，支持DMA

I2S模块

图2-4展示了这块MCU的组成

图2-4 MCU硬件结构

2、调试下载模块(图2-5)

图2-5 下载器

所有的FRDM开发板上面都会板载一个调试下载模块，此模块兼容目前市面上的Open-SDA仿真器，控制核心为K20系列的MCU(图2-6) ，这个是NXP公司生产的基于ARM Cortex-M4内核的微控制器，具有高速USB控制器。这款仿真器具有如下特性：

1、通过单个USB连接便可在主机和嵌入式目标处理器之间进行调试、闪存编程和串行通信

2、完全兼容第三方调试解决方案

3、开源mbed接口引导加载程序和固件应用

如果不选择使用板载仿真器，那么开发板在左下角处提供了一个10线的JTAG接口用于接入ARM系列的各种调试器

图2-6 下载器MCU K20

3、人机交互模块

人机交互模块包含两个部分，分别是段式LCD(图2-7)与触摸板(图2-8)，这两个模块分别连接到MCU的LCD控制器与一路I2C总线上面

图2-7 段式LCD

图2-8 触摸板

4、板载传感器

FRDM-KL46Z板载三种传感器，分别是：

1)磁力计MAG3110(图2-9)，来自NXP公司。这个是一款小型低功耗数字3D磁传感器，具有较宽的动态范围，采用标准的I²C串行接口，能够测量最高10高斯的局部磁场，输出数据速率高达80 Hz。

图2-9 MAG3110

2)光敏传感器ALS-PT19-315(图2-10)，来自台湾亿光电子，这个器件能够测量光的强度，并将其转换为相应频率和电压的电信号，这个器件连接到MCU的ADC接口上面

图2-10 ALS-PT19-315

3)加速度传感器MMA8451Q(图2-11)，这个是具有14位数据精度的低功耗三轴电容式微机械加速度传感器，采用I²C数字输出接口，运行频率可达2.25 MHz

图2-11 ALS-PT19-315

从硬件组成上面看，这块开发板包含的模块有使用LCD控制器的，有使用AD转换器的，也有使用I2C接口的，确实能够从多个方面评估主控MCU KL46Z各个方面的功能。在如此小的一块电路板上面集成这么多的功能，可见这块开发板的技术含量十足。

3.开发环境搭建

这一部分将介绍一下如何搭建FRDM-KL46Z的开发环境。

FRDM-KL46Z这块开发板的开发环境主要有三种，第一种是使用NXP公司FRDM平台的开发环境，Kinetis Design Studio (KDS);第二种是使用第三方本地开发环境，比如IAR, Keil等;第三种就是使用ARM的在线开发环境ARM mbed。在这次评测中，笔者将会使用mbed与Keil联合进行开发。

下面先介绍一下如何在Keil下进行开发。步骤如下：

1、打开Keil uVision 5，点击上方的Pack Installer，找到Freescale——KLxx Series，安装右侧所有的支持包，如图3-1所示

图3-1 安装Keil支持包

2、下载NXP公司为Keil提供的软件开发包(SDK)，这个开发包支持几种主流的本地开发环境，包括 Kinetis Design Studio 、Atollic,、IAR、 Keil还有 command-line GCC等。下载地址为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，下载需要先注册一个NXP的账号，如果有以前的Freescale公司的账号也可以，下载的界面如图3-2所示