FREEboard (PL)
Contents
- 1 Opis
- 2 Podstawowe właściwości
- 3 Wyposażenie standardowe
- 4 Rozmieszczenie elementów zestawu
- 5 Schemat elektryczny płytki bazowej
- 6 Dołączenie LED i LED-RGB do mikrokontrolera
- 7 Linie GPIO mikrokontrolera
- 8 Złącze SPI
- 9 Złącze I2C
- 10 Złącza USB
- 11 Złącze debuggera-programatora SWD
- 12 Złącze karty MicroSD
- 13 Zwory konfiguracyjne
- 14 Zasilanie
- 15 Ekspander 7DoF
Opis
FREEboard to bogato wyposażona platforma startowa wyposażona w mikrokontroler z rodziny Freescale KINETIS L (rdzeń ARM Cortex-M0+ @48 MHz), kompatybilna z Arduino R3 oraz zestawami startowymi Freescale FREEDOM (FRDM).
Podstawowe właściwości
- Dwie płytki: bazowa z mikrokontrolerem i ekspander 7DoF
- Mikrokontroler MKL25Z128VLK
- Rdzeń Cortex-M0+, taktowany do 48 MHz
- Pamięć Flash/SRAM: 128 kB/16 kB
- Sensory MEMS 7DoF: MAG3110, MPL3115, MMA8451
- Złącze karty microSD
- LED RGB + 2xLED
- USB2.0
- 54 linie GPIO (LV-TTL – 3,3 V)
- Mikroswitch
- Złącza I2C i SPI w systemie KAmod
- Złącze JTAG/SWD (standard J-Link, uLink itp.)
- Zasilanie z USB lub zasilacza 3,5...6 VDC
- Zworka do pomiaru poboru prądu
Dodatkowe materiały, dokumentacje i programy przykładowe są dostępne pod adresem |
Wyposażenie standardowe
Kod | Opis |
---|---|
FREEboard |
|
Rozmieszczenie elementów zestawu
Schemat elektryczny płytki bazowej
Dołączenie LED i LED-RGB do mikrokontrolera
Diody LED są dołączone do linii GPIO mikrokontrolera w taki sposób, że świecą po ustaleniu logicznego „0” na wyjściu.
Linia GPIO | Dioda |
---|---|
PTB16 | D! |
PTB17 | D2 |
PTB18 | D3-RED |
PTB19 | D3-GREEN |
PTD1 | D3-BLUE |
Linie GPIO mikrokontrolera
Linie GPIO wyprowadzono na złącza szpilkowe gold-pin, zgodnie z poniższym rysunkiem. Rozmieszczenie na złączu linii GPIO zapewnia zgodność zestawu ze standardem Arduino R3, aby zapewnić kompatybilność wyprowadzono na złącze także linie zasilania GND, +3,3 V oraz +5 V.
Niektóre linie GPIO wyprowadzono wyłącznie na dodatkowe złącza SPI (Con3) i I2C (Con4), także diody D1 (PTB16) i D2 (PTB17) są sterowane z wyjść linii, które nie zostały wyprowadzone na złącza szpilkowe. |
Niektóre linie GPIO (jak np. PTA16 i PTA17) są wyprowadzone na złącza szpilkowe i jednocześnie są wykorzystywane do obsługi komunikacji SPI. W przypadku wykorzystywania tego interfejsu do komunikacji należy weryfikować dostępność linii niezbędnych do nawiązania komunikacji. |
Złącze SPI
Linie GPIO interfejsu SPI0 mikrokontrolera dołączono do złącza Con4 oraz gniazda karty microSD Con6.
Linie PTA16 i PTA17 są wykorzystywane jako uniwersalne GPIO! |
Linia SPI0 | GPIO mikrokontrolera | Uwagi |
---|---|---|
CS | PTA14 | - |
SCK | PTA15 | - |
MOSI | PTA16 | Dostępna jako PTA16 na złączu JP3 |
MISO | PTA17 | Dostępna jako PTA17 na złączu JP3 |
Złącze I2C
Linie magistrali I2C0 są wyprowadzone na złącze Con4. Obydwie linie zostały podciągnięte do plusa zasilania (+3,3 VDC) za pomocą zamontowanych na płytce rezystorów R6 i R7.
Linia I2C0 | GPIO mikrokontrolera |
---|---|
SCL | PTE24 |
SDA | PTE25 |
Złącza USB
FREEboard wyposażono w dwa złącza USB (Con1 i Con2), z których jedno (Con1) służy wyłącznie do zasilania zestawu (+5 VDC), drugie (Con2) dołączono do wyspecjalizowanych linii DM i DP interfejsu USB wbudowanego w mikrokontroler. Interfejs USB w mikrokontrolerze MKL25Z128VLK może pracować w trybie host lub device. W zależności od wybranego trybu pracy R2 (0W) powinien być:
- montowany na płytce (host),
- nie montowany na płytce (device, konfiguracja domyślna).
W przypadku pracy jako host, zworkę JP1 należy umieścić na stykach 1-2, co zapewni zasilanie +5 VDC współpracującemu urządzeniu.
Złącze debuggera-programatora SWD
FREEboard wyposażono w 20-stykowe złącze IDC, które umożliwia programowanie i debugowanie mikrokontrolera za pomocą interfejsu SWD z typowym złączem JTAG/SWD.
Ze względu na cenę i możliwości polecamy używanie programatora-debuggera J-Link EDU. |
Złącze karty MicroSD
Złącze karty MicroSD w zestawie FREEboard jest dołączone do interfejsu SPI0. Szczegóły opisano w punkcie „Złącze SPI”.
Zwory konfiguracyjne
W przypadku pracy interfejsu USB mikrokontrolera jako host, zworkę JP1 należy umieścić na stykach 1-2, co zapewni zasilanie +5 VDC współpracującemu urządzeniu. W przypadku pracy w trybie device zworka JP1 powinna mieć zwarte styki 2-3 lub jumper powinien być zdjęty ze styków JP1. Zworka JP2 umożliwia wygodne zmierzenie natężenia prądu pobieranego przez mikrokontroler – jest ona włączona w szereg z liniami zasilania VDD i VDDA mikrokontrolera. Poprawna praca mikrokontrolera z zestawu jest możliwa jeżeli:
- jumper zwiera styki 1-2 zworki JP2 lub
- jumper jest zdjęty z JP2 i pomiędzy styki 1-2 JP2 jest włączony amperomierz o niewielkiej rezystancji wewnętrznej.
Funkcje JP1
Zwarte styki | Funkcja |
---|---|
1-2 | Zasilanie +5 V (z Con1) dołączone do linii VBUS (wymagane w trybie USB host). Opcjonalnie: w przypadku konieczności zasilania zestawu z USB Con2. |
2-3 | Zasilanie zestawu z Con1, pozycja zalecana w trybie USB device. |
Jumper zdjęty | Jak w przypadku zwarcia styków 2-3. |
Funkcje JP2
Zwarte styki | Funkcja |
---|---|
1-2 | Normalne zasilanie mikrokontrolera |
2-3 | Zasilanie mikrokontrolera odłączone |
Jumper zdjęty | Po dołączeniu do styków 1 i 2 amperomierza można zmierzyć natężenie prądu pobieranego przez mikrokontroler. |
Zasilanie
Do zasilania zestawu przewidziano złącze USB Con1. W przypadku takiej konieczności, napięcie zasilania można doprowadzić także do styków 10 lub 16 JP5 (dopuszczalny zakres wartości 3,5...6 VDC).
Nieprawidłowo założony jumper na JP2 może uniemożliwić pracę mikrokontrolera (dokładne informacje w „Zworki konfiguracyjne”)! |
Ekspander 7DoF
Standardowym elementem wyposażenia zestawu FREEboard jest płytka ekspandera z sensorami MEMS 7DoF (kompas 3D – U1, akcelerometr 3D – U3 i czujnik ciśnienia – U2). Schemat elektryczny ekspandera pokazano na rysunku poniżej.
Rezystor R7 (niemontowany) umożliwia zmianę adresu akcelerometru U3 na magistrali I2C, przy czym jego zamontowanie wymaga zdemontowania R6 (wtedy stan na linii SA0 zmienia się z „1” na „0”). Wszystkie zastosowane sensory MEMS komunikują się z mikrokontrolerem za pomocą interfejsów I2C, przy czym sensor kompasowy oraz czujnik ciśnienia dołączono do interfejsu I2C1 mikrokontrolera, a akcelerometr wymaga wykonania dołączenia do I2C0 za pomocą przewodów (linie SDA i SCL na złączach Con1 ekspandera i Con4 płytki FREEboard). W przypadku korzystania ze wszystkich możliwości płytki ekspandera konieczne jest wykonanie kolejnych dwóch połączeń za pomocą przewodów, które połączą styki Con2 ekspandera z Con3 płytki FREEboard. Zalecany sposób dołączenia ekspandera 7DoF do FREEboarda pokazano w tabeli poniżej.
Złącze/styk ekspandera 7DoF | Złącze/styk FREEboard | Funkcja | Zajęta linia GPIO/dedykowana | Połączenie zrealizowane |
---|---|---|---|---|
Con1/1 | Con4/1 | +3,3 VDC (zasilanie) | - | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU04-30 |
Con1/2 | Con4/2 | SCL akcelerometru | PTE24 | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU04-30 |
Con1/3 | Con4/3 | SDA akcelerometru | PTE25 | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU04-30 |
Con1/4 | Con4/4 | GND (zasilanie) | - | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU04-30 |
Con2/2 | Con3/2 | INT1 akcelerometru | PTA14 | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU06-30 lub CAB_F-F |
Con2/5 | Con3/5 | INT2 akcelerometru | PTA15 | Przewodem zewnętrznym, np. CAB_HU06-30 lub CAB_F-F |
JP1/20 | JP3/20 | SCL magnetometru i sensora ciśnienia | PTE1 | Poprzez założenie ekspandera na FREEboard |
JP1/18 | JP3/18 | SDA magnetometru i sensora ciśnienia | PTE0 | Poprzez założenie ekspandera na FREEboard |
JP1/12 | JP3/12 | INT magnetometru | PTD! | Poprzez założenie ekspandera na FREEboard |
JP1/10 | JP3/10 | INT sensora ciśnienia | PTD3 | Poprzez założenie ekspandera na FREEboard |
JP2/15 | JP3/15 | Mikroswitch Sw1 | PTE5 | Poprzez założenie ekspandera na FREEboard |