Freescale FRDM-K82F

Отличный выбор! FRDM-K82F — это одна из самых популярных и мощных отладочных плат (development board) от Freescale (ныне NXP) на базе микроконтроллеров семейства Kinetis K8x.

Описание FRDM-K82F

FRDM-K82F — это плата формата Freedom Development Platform, предназначенная для быстрого прототипирования и оценки возможностей высокопроизводительных микроконтроллеров серии Kinetis K82 с ядром ARM Cortex-M4F.

Ключевая особенность платы и лежащего в ее основе МК — поддержка интерфейса USB 2.0 Full-Speed On-The-Go (OTG), что позволяет устройству работать как в роли USB-хоста (подключать флешки, мыши), так и в роли USB-устройства (быть подключенным к ПК). Плата ориентирована на приложения, требующие высокой вычислительной мощности, работы с аналоговыми сигналами, безопасного соединения и гибких возможностей подключения.

Основные сферы применения:

• Промышленные системы управления и контроля
• Устройства для интернета вещей (IoT) с безопасным подключением
• Медицинские портативные приборы
• Потребительская электроника со сложным интерфейсом
• Изучение встроенных систем, RTOS, цифровой обработки сигналов (DSP) и периферии USB.

Технические характеристики

1. Микроконтроллер (основной):

• Модель: MK82FN256VLL15
• Ядро: ARM Cortex-M4F с блоком плавающей запятой (FPU)
• Тактовая частота: до 150 МГц
• Флеш-память: 256 КБ
• ОЗУ (SRAM): 256 КБ
• Аппаратное ускорение шифрования: модуль CAU (Cryptographic Acceleration Unit) для AES, DES, SHA, MD5.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 16-битный АЦП (ADC) — до 2х модулей, 24 канала.
  • 12-битный ЦАП (DAC) — 2 канала.
  • Компараторы (CMP) — 3 шт.
  • Операционные усилители (OPAMP) — встроенные.
• Цифровые интерфейсы:
  • USB 2.0 Full-Speed OTG с PHY.
  • Ethernet MAC (10/100 Мбит/с) — требует внешнего PHY (на плате не реализован).
  • 2x UART, 3x SPI, 3x I²C (I2C).
  • 1x I²S (аудиоинтерфейс).
  • 1x FlexCAN (шина CAN).
  • Порт внешней шины (FlexBus).
  • 2x модуля FlexTimer (FTM) для ШИМ, ввода/захвата.
  • ПДП (DMA) — 16 каналов.
• Безопасность: Генератор случайных чисел (RNG), модуль обнаружения вскрытия корпуса.

2. Периферия на плате:

• Отладчик/программатор: Открытый интерфейс отладки OpenSDA v2.1 (на базе MCU Kinetis KL02Z). Поддерживает загрузку через Drag-and-Drop, отладку через CMSIS-DAP, P&E Multilink. Прошивку можно обновлять.
• Интерфейсы связи:
  • Разъем Micro-USB (отладчик OpenSDA).
  • Разъем Micro-USB (для работы с USB-портом МК K82 — OTG).
  • Разъем Ethernet (RJ45, требует внешнего PHY — не подключен на этой плате).
  • Радиомодуль 2.4 ГГц (слот для модулей стандарта Arduino R3), изначально пустой.
• Сенсоры и устройства ввода-вывода:
  • 3-осевой акселерометр MMA8451Q (I2C).
  • RGB-светодиод.
  • Тактовая кнопка сброса и 2 пользовательские тактовые кнопки.
  • Потенциометр (подключен к АЦП).
• Питание: От USB (5V) или внешнего источника (3.3V - 5V). Имеет встроенный стабилизатор.
• Форм-фактор: Совместимость с разъемами Arduino R3 (неполная, только цифровые/аналоговые линии и I2C). Это позволяет использовать множество Arduino-совместичных шилдов.
• Программная поддержка: Официальный пакет SDK (MCUXpresso), поддержка в средах разработки MCUXpresso IDE, IAR Embedded Workbench, Keil MDK. Совместима с mbed онлайн-платформой.

Парт-номера и совместимые модели

1. Основной парт-номер платы:

• FRDM-K82F — это полное и основное название отладочного комплекта.

2. Совместимые/альтернативные модели отладочных плат NXP (в том же семействе или близкие по возможностям):

• FRDM-K64F — "старшая сестра" на базе MK64FN1M0VLL12 (120 МГц, 1 МБ Flash, 256 КБ RAM, Ethernet с PHY на плате). Более популярная и распространенная, но без аппаратного ускорения шифрования (CAU) и встроенных ОУ.
• FRDM-K66F — еще более мощная плата на базе MK66FN2M0VMD18 (180 МГц, 2 МБ Flash, 256 КБ RAM, Ethernet, SD-кардридер, CAU).
• FRDM-KL25Z / FRDM-KL46Z — платы начального уровня на ядре Cortex-M0+, с низким энергопотреблением.
• FRDM-K22F — плата среднего уровня на Cortex-M4 (без FPU), 120 МГц.
• FRDM-KW41Z — плата, ориентированная на беспроводную связь (BLE 5.0 и Thread).

3. Парт-номера микроконтроллеров, совместимых по выводам (Pin-to-Pin) и используемых в линейке Kinetis K8x: Это важный пункт для миграции с отладочной платы на собственную. Серия K82 имеет несколько вариантов в одном корпусе (LQFP100, LQFP144, BGA):

• MK82FN256VLL15 (используется на FRDM-K82F: 256КБ Flash, 256КБ RAM, LQFP100).
• MK82FN128VLL15 (128КБ Flash, 256КБ RAM, LQFP100).
• MK82FX512VLL15 (512КБ Flash, 256КБ RAM, LQFP100).
• Модели с другими объемами памяти (MK82FN256VDC15, MK82FN256VLH15) и в других корпусах (LQFP144, BGA121).

Важно: Для перехода на собственную плату необходимо тщательно сверяться с таблицей выбора (Cross-Reference) и документацией по совместимости выводов (Pinout) на сайте NXP, так как даже в рамках одного семейства могут быть отличия в доступных периферийных функциях на определенных выводах.

Резюме: FRDM-K82F — это сбалансированная и мощная плата, которая особенно хороша для проектов, где требуется USB OTG, аналоговые функции (ЦАП, ОУ) и аппаратное шифрование. Ее прямой "конкурент" в линейке Freedom — FRDM-K64F, которая выигрывает за счет наличия Ethernet на борту и большей распространенности, но проигрывает в специализированных аналоговых и криптографических возможностях K82.