FREEboard (PL) - Kamamilabs.com - Wiki
 Actions

FREEboard (PL)

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).

Freeboard prawie z gory.JPG


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

http://www.mikrokontroler.pl/content/freeboard


Wyposażenie standardowe
Kod Opis
FREEboard
  • Zmontowane i uruchomione płytki drukowane (bazowa oraz sensorowa)


Rozmieszczenie elementów zestawu
Płytka 7DoF
FREEboard elementy2.png


Płytka bazowa
FREEboard elementy.png


Schemat elektryczny płytki bazowej
FREEboard schemat.png


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.


FREEboard gpio.png


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!


FREEboard spi.png


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.

FREEboard i2c.png


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.

FREEboard usb.png
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.


FREEboard swd.png


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”)!


FREEboard 5v.png


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.

FREEboard schemat 7dof.png

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