NXP MC56F80000-EVK評估板：功能與應(yīng)用深度解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的評估板能為工程師的開發(fā)工作帶來極大便利。今天，我們就來深入探討NXP的MC56F80000-EVK評估板，看看它有哪些獨(dú)特之處和強(qiáng)大功能。

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一、評估板概述

MC56F80000-EVK評估板設(shè)計簡潔而精巧，其核心是MC56F80748數(shù)字信號控制器（DSC）。這個DSC融合了數(shù)字信號處理器（DSP）的強(qiáng)大處理能力和微控制器（MCU）的豐富功能，為開發(fā)工作提供了堅實(shí)基礎(chǔ)。

MC56F80xxx系列設(shè)備基于32位56800EF內(nèi)核，具備以下顯著特性：

• 高性能處理：在100MHz的內(nèi)核頻率下，可達(dá)100MIPS的處理速度，能快速處理復(fù)雜任務(wù)。
• 統(tǒng)一架構(gòu)：將DSP和MCU功能整合在統(tǒng)一的C高效架構(gòu)中，方便開發(fā)。
• 浮點(diǎn)運(yùn)算：擁有增強(qiáng)型單精度浮點(diǎn)單元（eFPU），可進(jìn)行高精度浮點(diǎn)運(yùn)算。
• 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)：具備坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機(jī)（CORDIC）引擎，能高效完成坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)等運(yùn)算。

MC56F80748還配備了64kB的片上閃存和8kB的片上RAM，為數(shù)據(jù)存儲和程序運(yùn)行提供了足夠空間。

評估板上的OpenSDA是一大亮點(diǎn)，它就像一個片上Multilink調(diào)試器，不僅提供了板載調(diào)試功能，還能通過虛擬串口實(shí)現(xiàn)快速原型開發(fā)和產(chǎn)品迭代。其采用的OpenSDA MCU是Kinetis K系列K26家族的MK26FN2M0VMI18。此外，該評估板的硬件布局與Arduino? R3引腳兼容，這意味著我們可以搭配各種擴(kuò)展板，極大地拓展了其應(yīng)用范圍。板載接口豐富多樣，包括3軸MEMS加速度計、PWM和用戶LED、按鈕、ADC測試電路、OPAMP測試電路以及外部串行閃存等。

二、評估板詳細(xì)信息

（一）相關(guān)文檔與資料

在開發(fā)過程中，相關(guān)文檔是我們的重要參考。與MC56F80000-EVK相關(guān)的文檔有：

• MC56F80xxx參考手冊：適合系統(tǒng)軟硬件開發(fā)者和應(yīng)用程序員，能幫助他們深入了解設(shè)備特性，開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。
• MC56F80xxx數(shù)據(jù)手冊：提供了設(shè)備的電氣特性、硬件設(shè)計注意事項和訂購信息等內(nèi)容。
• MCUXpresso軟件開發(fā)工具包（SDK）文檔：這是一個綜合性的軟件支持包，能簡化和加速基于NXP MCU的應(yīng)用開發(fā)。
• K26子系列參考手冊：針對想使用該設(shè)備開發(fā)產(chǎn)品的開發(fā)者，提供詳細(xì)的開發(fā)指導(dǎo)。

（二）套件內(nèi)容

MC56F80000-EVK套件包含以下物品：

• 評估板硬件組件：一塊完整的MC56F80000-EVK評估板。
• USB數(shù)據(jù)線：一條1米長的USB Type A轉(zhuǎn)micro USB Type B電纜，用于連接評估板和計算機(jī)。
• 快速入門指南：幫助我們快速上手評估板的使用。

（三）硬件特性

1. 電源供應(yīng)

評估板可以通過多種方式獲取5V電源，包括外部直流電源適配器（J7）、OpenSDA USB micro - AB連接器（J12）、I/O頭（J3，引腳16）和CP2102 USB micro - AB連接器（J26）。通過跳線J8和J9，我們可以靈活選擇不同的5V電源輸入。之后，5V電源會被轉(zhuǎn)換為3.3V（VDD），為DSC、SPI閃存、3軸低g加速度計和Arduino頭供電。其中，P5V0_OSDA會通過MK26FN2M0VMI18內(nèi)部的穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為3.3V（P3V3_VREG_OUT），為OpenSDA電路供電。

2. 時鐘系統(tǒng)

評估板有兩個不同頻率的晶體振蕩器為不同的芯片提供時鐘信號：

• 8MHz晶體振蕩器（Y1）：為MC56F80748 MCU提供時鐘，確保其穩(wěn)定運(yùn)行。
• 16MHz晶體振蕩器（Y2）：為OpenSDA MCU MK26FN2M0VMI18提供時鐘。

3. 3軸數(shù)字傳感器

評估板采用NXP FXLS8974CFR3加速度計實(shí)現(xiàn)運(yùn)動感應(yīng)功能。該加速度計通過I2C接口（LPI2C）與MC56F80748相連，通過設(shè)置SA0引腳，我們可以選擇不同的I2C地址。默認(rèn)情況下，SA0為0，I2C地址為18h；移除R101可將SA0設(shè)置為1，此時I2C地址為19h。

4. SPI閃存接口

MC56F80748支持一個排隊串行外設(shè)接口（QSPI）控制器，具備最高25Mbit/s的波特率、全雙工操作以及主從模式。在評估板上，QSPI控制器與512kbit的Macromix MX25L512E閃存存儲器相連，通過時鐘輸入（SCLK）、串行數(shù)據(jù)輸入（SI）和串行數(shù)據(jù)輸出（SO）三個總線信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。

5. 電阻分壓器

評估板上有三個電阻分壓器電路，用于測試ADC控制塊的功能：

• 電阻分壓器電路1：包含一個負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，可測量 - 20°C至90°C的溫度，其輸出電壓會隨溫度變化而改變。
• 電阻分壓器電路2和3：用于測試MC56F80748 ADC控制塊的ANA4/ANB4擴(kuò)展多路復(fù)用器。

6. PWM接口

評估板上的濾波PWM電路可用于測試處理器的OPAMP、CMP和ADC模塊的功能。通過配置不同的跳線和參數(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)不同的測試模式，如CMP/ADC測試配置和OPAMP的PGA模式、OPAMP模式測試。

7. OPAMP測試電路

該電路可結(jié)合電機(jī)功率級板（FRDM - MC - LVPMSM）的相電流感應(yīng)電路，使用外部OPAMP或DSC內(nèi)部OPAMP進(jìn)行電流感應(yīng)。通過配置不同的跳線，我們可以選擇不同的感應(yīng)方式。

8. OpenSDA

OpenSDA是一個串行和調(diào)試適配器電路，基于NXP Kinetis K26家族微控制器（MK26FN2M0VMI18），預(yù)加載了固件，提供調(diào)試協(xié)議接口和虛擬串口接口。通過USB連接器（J12），我們可以使用標(biāo)準(zhǔn)的USB A公頭到微B公頭電纜進(jìn)行調(diào)試。

9. 輸入/輸出頭

評估板上的I/O頭（J1、J2、J3、J4）與Arduino R3引腳布局兼容，方便我們連接各種Arduino擴(kuò)展板。不同的I/O頭引腳連接了不同的信號，為我們的開發(fā)提供了豐富的接口選擇。

10. Arduino兼容性

評估板的I/O頭設(shè)計使得它能夠與各種Arduino外設(shè)板（盾牌）兼容，這大大拓展了評估板的應(yīng)用場景和功能。

11. USB - to - UART接口

評估板支持通過OpenSDA電路和CP2102N設(shè)備實(shí)現(xiàn)USB - to - UART功能。OpenSDA微控制器MK26FN2M0VMI18通過SCI0在MC56F80748上提供虛擬COM接口；CP2102N設(shè)備（默認(rèn)未安裝）通過SCI1在MC56F80748上提供虛擬COM接口，但需要安裝相應(yīng)的虛擬COM端口（VCP）設(shè)備驅(qū)動。

12. 調(diào)試接口

評估板支持JTAG接口和OpenSDA調(diào)試接口。JTAG接口通過14針JTAG連接器（J10）連接到MC56F80748的相關(guān)引腳，用于程序的燒錄和調(diào)試；OpenSDA調(diào)試接口通過跳線和電壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)與目標(biāo)處理器的連接，方便我們進(jìn)行調(diào)試工作。

（四）按鈕、跳線和LED

1. 按鈕

評估板上有五個按鈕，其中SW1為復(fù)位按鈕，可用于復(fù)位MC56F80748 MCU；其他按鈕通過跳線連接到不同的GPIO引腳，按下按鈕會改變相應(yīng)引腳的電平。

2. 跳線

跳線是評估板上非常重要的配置工具，通過設(shè)置不同的跳線，我們可以選擇不同的電源輸入、復(fù)位方式、OPAMP工作模式、按鈕連接等。例如，J8和J9用于選擇5V電源輸入，J11用于選擇復(fù)位信號的控制方式等。

3. LED

評估板上的LED用于指示系統(tǒng)的不同狀態(tài)，如電源開啟、復(fù)位、OpenSDA電源狀態(tài)等。不同顏色的LED代表不同的含義，例如綠色的D2表示VDD（3.3V）電源可用，紅色的D3表示MC56F80748設(shè)備處于復(fù)位狀態(tài)等。

三、總結(jié)與思考

NXP的MC56F80000-EVK評估板功能強(qiáng)大、接口豐富，為電子工程師的開發(fā)工作提供了一個良好的平臺。它的高性能DSC、多樣化的接口和與Arduino的兼容性，使得我們能夠快速實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用的原型開發(fā)。然而，在使用過程中，我們也需要仔細(xì)閱讀文檔，合理配置跳線和參數(shù)，以確保評估板的正常運(yùn)行。同時，大家可以思考一下，如何充分利用評估板的這些特性，開發(fā)出更有創(chuàng)意和實(shí)用價值的項目呢？希望本文能對大家在使用MC56F80000-EVK評估板時有所幫助。