探索FRDM - MCXE247開發(fā)板：功能、特性與使用指南

在電子設計和開發(fā)的領域中，一款優(yōu)秀的開發(fā)板能夠為工程師們提供強大的支持和便利。今天，我們就來深入了解一下NXP推出的FRDM - MCXE247開發(fā)板，看看它有哪些獨特之處以及如何在實際項目中發(fā)揮作用。

文件下載：NXP Semiconductors FRDM-MCXE247 開發(fā)板.pdf

一、開發(fā)板概述

FRDM - MCXE247開發(fā)板是基于NXP MCX E247微控制器（MCU）的設計和評估平臺。MCX E247 MCU基于Arm Cortex - M4F內(nèi)核，最高運行速度可達112 MHz，供電電壓范圍為2.70 V - 5.5 V。該開發(fā)板集成了豐富的硬件資源，包括64 Mbit外部串行閃存、FXLS8974CFR3 I2C加速度計傳感器、NMH1000 I2C磁開關、三個TJA1057BTK CAN PHY、以太網(wǎng)PHY、RGB LED、按鈕以及MCU - Link調(diào)試探針電路等。同時，它還兼容Arduino盾牌模塊、Pmod板和mikroBUS接口，為開發(fā)者提供了廣泛的擴展可能性。

1. 開發(fā)板特性

2. 套件內(nèi)容

• FRDM - MCXE247開發(fā)板硬件組件
• 1米長的USB 2.0 Type - A到Type - C電纜
• FRDM - MCXE247快速入門指南

3. 開發(fā)板圖片與接口

開發(fā)板提供了頂視圖和底視圖，方便我們了解其布局。同時，它還配備了多種連接器，如Arduino兼容I/O頭、mikroBUS插座連接器、Pmod連接器、USB Type - C連接器、調(diào)試連接器等，滿足不同的連接需求。

二、功能描述

1. 電源供應

FRDM - MCXE247開發(fā)板支持多種電源供應選項，包括來自MCU - Link USB2.0 Type - C連接器的P5V_MCU_LINK、3 - 引腳跳線（J20）的P5V_HDR_IN以及Arduino盾牌兼容頭（J3）的P5V0。MCX E247 MCU的供電電壓范圍為2.7 V - 5.5 V，可通過J10跳線選擇3.3 V或5 V供電。需要注意的是，當使用5 V供電時，板載以太網(wǎng)PHY、傳感器和MCULink可通過3.3 V <-> 5 V電平轉換電路與MCX E247 MCU正常通信，但閃存W25Q64JVSSIQ僅在MCX E247 MCU由3.3V供電時才能正常工作。

2. 時鐘系統(tǒng)

開發(fā)板上配備了多個晶體振蕩器，為不同的模塊提供精確的時鐘信號。例如，8 MHz晶體振蕩器（Y1）為目標MCU MCX E247提供高頻精確時基，32.768 kHz晶體振蕩器（Y2）為MCX E247 MCU的RTC部分提供時鐘。

3. MCU重疊封裝

FRDM - MCXE247開發(fā)板支持兩種不同封裝類型的MCU：LQFP144（MCXE247VLQ）和LQFP100（MCXE247VLL）。默認情況下，板上焊接的是LQFP144封裝的芯片，若要評估LQFP100封裝的芯片，只需移除默認芯片并進行替換即可。

4. 以太網(wǎng)接口

開發(fā)板的以太網(wǎng)接口支持10/100 Mbit/s RMII配置，通過RJ45連接器與外部網(wǎng)絡連接。以太網(wǎng)PHY（LAN8741A - EN）接收50 MHz時鐘信號，為網(wǎng)絡通信提供穩(wěn)定的時鐘源。

5. FlexCAN接口

MCX E247 MCU具有三個FlexCAN模塊（CAN0、CAN1和CAN2），開發(fā)板通過2x2 - 引腳頭（J17、J18、J19）提供三個高速CAN收發(fā)器，方便與外部CAN總線進行通信。

6. 加速度計傳感器

板上的3軸緊湊型數(shù)字加速度計U20（NXP FXLS8974CFR3）適用于汽車遠程無鑰匙進入應用，支持多種測量范圍、12位加速度數(shù)據(jù)和8位溫度傳感器數(shù)據(jù)，通過I2C或SPI接口與MCU通信。

7. 磁開關

NXP NMH1000霍爾效應磁場開關對垂直磁場敏感，支持多種閾值和采樣率選擇，可通過I2C接口與MCU通信。

8. 閃存接口

目標MCU（MCX E247）的QuadSPI控制器可連接板載QSPI閃存（U23），該閃存由P3V3軌供電。需要注意的是，當MCX E247 MCU由5 V供電時，閃存無法正常工作。

9. Arduino兼容I/O頭

開發(fā)板提供了與Arduino Uno兼容的頭，支持多種Arduino和FRDM生態(tài)系統(tǒng)盾牌模塊，為開發(fā)者提供了豐富的擴展選擇。

10. mikroBUS頭

mikroBUS插座是一對1x8 - 位置插座，具有獨特的引腳配置和絲印標記，可安裝點擊板，為開發(fā)板添加新功能。

11. Pmod頭

Digilent Pmod設備可通過開發(fā)板的Pmod連接器（J7）進行擴展，增加開發(fā)板的功能。

12. IO擴展頭

IO擴展頭J8和J9可引出144引腳封裝中存在但100引腳封裝中沒有的引腳信號，默認情況下未焊接，使用時需進行焊接。

三、MCU - Link OB調(diào)試探針

1. 概述

MCU - Link是NXP和Embedded Artists聯(lián)合開發(fā)的調(diào)試探針架構，基于NXP LPC55S16 MCU。FRDM - MCXE247開發(fā)板上的MCU - Link OB工廠預編程了基于NXP CMSIS - DAP協(xié)議的固件，也支持自定義的J - Link固件。

2. 支持的特性

• 串行線調(diào)試（SWD）/串行線調(diào)試跟蹤輸出（SWO）：支持基于SWD的調(diào)試和SWO分析。
• 虛擬通信（VCOM）串口：作為USB - to - UART橋，在主機計算機上添加串行COM端口并連接到目標MCU。
• USB串行輸入/輸出（USBSIO）端口：作為USB - to - I2C橋，連接到目標MCU。
• 外部調(diào)試探針支持：可通過禁用SWD功能，使用外部調(diào)試探針進行調(diào)試。

3. 調(diào)試場景

開發(fā)板支持兩種調(diào)試場景：使用MCU - Link進行調(diào)試和使用外部調(diào)試器進行調(diào)試。不同場景下需要進行相應的跳線和連接器設置。

4. 固件更新

若要更新MCU - Link固件，需將其置于ISP模式，具體步驟包括斷開開發(fā)板與主機的連接、短接跳線JP2、重新連接開發(fā)板、下載并安裝LinkServer實用程序、運行固件更新工具等。更新完成后，需斷開開發(fā)板、打開跳線JP2并重新連接。

5. 與開發(fā)工具的配合使用

MCU - Link調(diào)試探針可與MCUXpresso生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)支持的IDE配合使用，如MCUXpresso IDE、MCUXpresso for Visual Studio Code、IAR Embedded Workbench和Arm Keil MDK等。在使用不同IDE時，開發(fā)板會根據(jù)固件版本和兼容性進行相應的識別和配置。

6. 狀態(tài)LED

開發(fā)板上有三個用于MCU - Link的狀態(tài)指示燈，分別為D5（USB）、D6（STATUS）和D7（VCOM ACT），它們在不同的操作模式下有不同的表現(xiàn)，方便我們了解MCU - Link的工作狀態(tài)。

四、總結

FRDM - MCXE247開發(fā)板集成了豐富的硬件資源和功能，為電子工程師們提供了一個強大的開發(fā)平臺。它不僅具備高性能的MCU和多種通信接口，還支持多種擴展模塊，能夠滿足不同項目的需求。同時，其板載的MCU - Link調(diào)試探針和豐富的調(diào)試功能，為開發(fā)過程提供了便利。在使用開發(fā)板時，我們需要注意電源供應的選擇、時鐘系統(tǒng)的配置以及固件更新的方法等細節(jié)，以確保開發(fā)板的正常運行。希望通過本文的介紹，能夠幫助大家更好地了解和使用FRDM - MCXE247開發(fā)板，在電子設計的道路上取得更好的成果。你在使用類似開發(fā)板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。