Freescale FRDM-KL02Z

Отличный выбор! FRDM-KL02Z — это одна из самых компактных, энергоэффективных и доступных отладочных плат от Freescale (ныне NXP), идеальная для начинающих и для встраиваемых проектов с жесткими ограничениями по размеру и питанию.

Описание

Freedom Development Platform for KL02Z (FRDM-KL02Z) — это ультра-компактная отладочная плата (размером с монету), построенная вокруг 32-битного микроконтроллера ARM Cortex-M0+. Она является частью семейства Freedom Board, целью которого является предоставление недорогой и гибкой платформы для быстрого прототипирования и обучения.

Плата ориентирована на приложения, где критичны малые габариты, низкое энергопотребление и стоимость. Несмотря на крошечный размер, она содержит все необходимое для начала работы: отладчик/программатор, USB-интерфейс, базовую периферию и совместимость с экосистемой Arduino™ R3.

Ключевые технические характеристики

1. Микроконтроллер:

• Ядро: ARM® Cortex®-M0+ (32-bit)
• Тактовая частота: до 48 МГц
• Флэш-память: 32 КБ
• ОЗУ (SRAM): 4 КБ
• Серия: MKL02Z32xxx4 (на плате установлена конкретная ревизия)

2. Периферия МК (на борту):

• Таймеры: TPM (Timer/PWM Module), LPTMR (Low-Power Timer), SysTick
• Аналоговые интерфейсы: 12-битный АЦП (ADC) — до 9 каналов
• Коммуникационные интерфейсы:
  • UART (2x) — один используется для виртуального COM-порта через USB.
  • SPI (1x)
  • I²C (1x)
• GPIO: До 28 линий ввода/вывода (выведены на разъемы)
• Другие модули: Компаратор (CMP), Watchdog (WDOG)

3. Особенности платы:

• Отладчик/программатор: Встроенный интерфейс OpenSDA (версия 1) с поддержкой CMSIS-DAP. Позволяет программировать и отлаживать МК через USB без внешних программаторов. Прошивку OpenSDA можно обновить.
• Питание:
  • Через USB-порт Micro-B.
  • От внешнего источника (3.3V - 5V) через пины VIN.
  • Возможность питания от CR2032 (для режимов сверхнизкого потребления).
• Индикация: 1 пользовательский светодиод (синий), 1 светодиод питания.
• Органы управления: Кнопка сброса, 1 пользовательская тактовая кнопка.
• Разъемы:
  • Arduino™ R3-совместимые расширения (не все пины выведены из-за малого размера МК).
  • Собственный mikroBUS™ разъем (подключается к пинам I²C, UART, SPI, АЦП) для огромного количества готовых модулей (click boards™).
• Габариты: Крайне компактная, ~ 40мм x 40мм.

4. Программная поддержка:

• Официальные SDK: Пакет MCUXpresso SDK для MKL02Z (драйвера, middleware, примеры).
• Среды разработки:
  • MCUXpresso IDE (бесплатная, на базе Eclipse).
  • Keil MDK (µVision), IAR Embedded Workbench (платные, с ограничениями по размеру кода).
  • PlatformIO (популярная кроссплатформенная среда с поддержкой Arduino).
• Ардуино-совместимость: Существует ядро Arduino_Core_Kinetis, позволяющее программировать плату на языке Arduino (Wiring) в среде Arduino IDE.

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

Основной парт-номер самой отладочной платы:

• FRDM-KL02Z — стандартное обозначение.

Парт-номер установленного на плате микроконтроллера (может незначительно отличаться в зависимости от ревизии платы):

• MKL02Z32VFK4 — основной вариант (32KB Flash, 4KB RAM, 32-pin QFN).
• Возможны также: MKL02Z32VFM4, MKL02Z32VLC4 (разные типы корпусов, но с одинаковыми ресурсами).

Важно: На более поздних версиях платы может использоваться МК с аналогичными характеристиками, но другим префиксом (например, KL02Z32xxx4).

Совместимые и аналогичные модели

Платы можно разделить на несколько категорий совместимости:

1. Прямые аналоги и платы-потомки от NXP (Freedom & LPCXpresso):

• FRDM-KL03Z — почти полный аналог, но с большим объемом памяти (64KB Flash, 8KB RAM) и чуть более продвинутой периферией.
• FRDM-KL05Z — также очень похожа, имеет Capacitive Touch Slider (TSI) на плате.
• FRDM-KE02Z — аналог на ядре Cortex-M0+ от серии Kinetis E.
• LPCXpresso824-MAX — плата от NXP на базе LPC824 (Cortex-M0+), схожая по классу и цене, но с другой экосистемой (LPCOpen).

2. Платы-конкуренты / аналоги по классу (Cortex-M0/M0+):

• Arduino Nano 33 BLE (на nRF52840, Cortex-M4F) — мощнее, с Bluetooth, но дороже.
• STMicroelectronics Nucleo-L011K4 / Nucleo-L031K6 — аналогичные платы от ST на Cortex-M0+, в форм-факторе Nucleo (совместимость с Arduino и ST Morpho).
• Raspberry Pi Pico (RP2040) — не ARM Cortex, а собственное ядро, но сравнима по цене, обладает большими ресурсами (264KB RAM, 2 ядра).

3. Совместимость на уровне экосистемы:

• Arduino Shields: Совместима с большинством шилдов в формате Arduino R3, которые используют аналоговые пины, цифровые I/O, I2C, SPI. Шилды, требующие специфичной периферии (например, больше 2 UART) могут не работать.
• MikroElektronika click boards™: Полная совместимость с любым click board™ через встроенный разъем mikroBUS. Это одно из ключевых преимуществ платы.

Вывод

FRDM-KL02Z — это идеальная плата для изучения 32-битных микроконтроллеров, создания миниатюрных и энергоэффективных устройств, прототипов для носимой электроники или IoT-датчиков. Ее сильные стороны — цена, размер, низкое потребление и поддержка двух популярных экосистем (Arduino и mikroBUS). Для более сложных задач, требующих больше памяти или периферии, стоит рассмотреть ее прямых наследников — FRDM-KL03Z или FRDM-KL05Z.