基于48MHz Arm® Cortex®-M0+ MCU的微控制器

nxp公司的KE1xZ64是基于48 MHz Arm® Cortex®-M0+ MCU的微控制器，提供多达64KB闪存，多达8KB RAM以及完整的模拟/数字特性，并具有用于工业网络强健的触摸感应接口（TSI）和CAN总线，在定制的家用电器触摸UI和工业控制系统提供高度稳定性和精确度。其ARM CortexR-M0+核基于ARMv6架构和ThumbR-2 ISA，支持高达48MHz频率，具有可配置嵌套矢量中断控制器（NVIC），存储器映射除法和平方根模块（MMDVSQ），电源管理控制器（PMC）具有多种模式：运行，等待，停止，VLPR， VLPW和VLPS;工作电压2.7V-5.5V，环境温度–40 到105℃，主要用在消费类电子，工业控制和工业网络。本文介绍了KE1xZ64主要特性，功能框图和系统框图，时钟框图，以及评估板FRDM-KE16Z主要特性，框图和电路图和PCB设计图。

Providing up to 64 KB flash， up to 8 KB RAM， and a complete setof analog/digital features， KE1xZ64 offers a robust Touch SenseInterface （TSI） and CAN bus for industrial networking， whichprovides high-level stability and accuracy in customer ’s homeappliance touch UI and industrial control systems.

KE1xZ64主要特性：

Core Processor and System

• ArmR CortexR-M0+ core， supports up to 48 MH***requency

• Arm Core based on the ARMv6 Architecture andThumbR-2 ISA

• Configurable Nested Vectored Interrupt Controller（NVIC）

• Memory-Mapped Divide and Square Root module（MMDVSQ）

Reliability， safety and security

• Cyclic Redundancy Check （CRC） generator module

• 128-bit unique identification （ID） number

• Internal watchdog （WDOG） with independent clocksource

• External watchdog monitor （EWM） module

• ADC self calibration feature

• On-chip clock loss monitoring

Power management

• Low-power Arm Cortex-M0+ core with excellent energyefficiency

• Power management controller （PMC） with multiplepower modes： Run， Wait， Stop， VLPR， VLPW andVLPS

• Supports clock gating for unused modules， and specificperipherals remain working in low power modes

• POR， LVD/LVR

Memory and memory interfaces

• Up to 64 KB program flash

• Up to 8 KB SRAM

• 64 Bytes flash cache

Mixed-signal analog

• 1× 12-bit analog-to-digital converter （ADC） with upto 16 channel analog inputs per module， up to 1Msps

• 1× high-speed analog comparators （CMP） withinternal 8-bit digital to analog converter （DAC）

Timing and control

• 2× Flex Timers （FTM） for PWM generation， offering6ch+2ch

• 1× 16-bit Low-Power Timer （LPTMR） with flexiblewake up control

• 1× Programmable Delay Block （PDB） with flexibletrigger system

• 1× 32-bit Low-power Periodic Interrupt Timer （LPIT）with 2 independent channels

• Real timer clock （RTC）

Debug functionality

• Serial Wire Debug （SWD） debug interface

• Debug Watchpoint and Trace （DWT）

• Micro Trace Buffer （MTB）

Clock interfaces

• OSC： high range 4 - 40 MHz （with low power or highgainmode） and low range 32 - 40 kHz （with high-gainmode only）

• 48 MHz high-accuracy （up to ±1%） fast internalreference clock （FIRC） for normal Run

• 8 MHz / 2 MHz high-accuracy （up to ±3%） slow internalreference clock （SIRC） for low-speed Run

• 128 kHz low power oscillator （LPO）

• Low-power FLL （LPFLL）

• Up to 50 MHz DC external square wave input clock

• System clock generator （SCG）

• Real time counter （RTC）

Human-machine interface （HMI）

• Supports up to 32 interrupt request （IRQ） sources

• Up to 42 GPIO pins with interrupt functionality

• Touch sensing input （TSI） module

Connectivity and communications interfaces

• 3× low-power universal asynchronous receiver/transmitter （LPUART） modules with FIFO supportand low power availability

• 1× low-power serial peripheral interface （LPSPI）modules with FIFO support and low poweravailability

• 1× low-power inter-integrated circuit （LPI2C）modules with FIFO support and low power availability

• 1× CAN module （MSCAN）， with 5 Rx buffers and 3Tx buffers

Operating Characteristics

• Voltage range： 2.7 to 5.5 V

• Ambient temperature range： –40 to 105℃

图1.KE1xZ64功能框图

Kinetis KE1xZ64子系列产品

图2.Kinetis KE1xZ64系统框图

图3.Kinetis KE1xZ64时钟框图

评估板FRDM-KE16Z

The FRDM-KE16Z Freedom board is designed to work in standalone mode oras the main board of FRDM-TOUCH， FRDM-MC-LVBLDC， and Arduinoboards. The FRDM-KE16Z Freedom board is a modular development platformthat enables rapid prototyping and tool reuse through reconfigurable hardware.

评估板FRDM-KE16Z主要特性：

• MKE16Z64VLF4 MCU （Arm？ Cortex？-M0+ core， 48 MHz clock， 64 KBFlash， 8 KB RAM， 48 LQFP package）

• I/O headers for easy access to MCU I/O pins

• Compatible with FRDM-TOUCH， FRDM-MC-LVBLDC， and Arduinoboards

• On-board debug circuit： MK20DX128VFM5 （OpenSDA） with virtual serialport

• NXP inertial sensor， FXOS8700CQ

• Reset pushbutton， two user buttons， and one RGB LED

• Touch electrodes in self-capacitive mode

图4.评估板FRDM-KE16Z顶层外形图

图5.评估板FRDM-KE16Z框图

The FRDM-KE16Z features the KE16Z64VLF4 MCU. This 48 MHz microcontroller is part of the Kinetis KE+ family and isimplemented in a 64 LQFP package.

评估板FRDM-KE16Z MCU主要特性：

• 32-bit Arm Cortex-M0+ core， 48 MHz

• Memories

— 64 KB flash

— 8 KB SRAM

• Clocks

— Clock generation module with FLL for system and core clock generation

— 48 MHz high accuracy fast internal reference clock （FIRC）

— 8 MHz/2 MHz high accuracy slow internal reference clock （SIRC）

— 4-40 MHz fast external oscillator （OSC）

— 128 KHz low-power oscillator （LPO）

— Low-power FLL （LPFLL）

• Analog peripherals

— 1 x 12-bit SAR ADC with up to 16 channels input per module

— 1 x high-speed analog comparators （CMP） with internal 8-bit digital to analog converter （DAC）

• Connectivity and communications interfaces

— 1 x low-power serial peripheral interface （LPSPI）

— 1 x low-power inter-integrated circuit （LPI2C） module

— 3 x low-power universal asynchronous receiver/transmitter （LPUART） modules

— 1 x CAN module （MSCAN）， with 5 receive buffers and 3 transmit buffers

◦ Timers

— 2 x FlexTimer （FTM） modules

— 1 x 16-bit low-power timer（LPTMR） with flexible wake-up control

— 1 x 32-bit Periodic Interrupt Timer（LPIT）

— 1 x Programmable Delay Block（PDB） with flexible trigger system

— Real-time clock （RTC）

• Human-machine interface （HMI）

— Supports up to 32 interrupt request （IRQ） sources

— Up to 42 GPIO pins with interrupt functionality

— 25-channel touch sensing interface（TSI）， supporting both self-capacitive and mutual-capacitive mode

图6.评估板FRDM-KE16Z电路图（1）

图7.评估板FRDM-KE16Z电路图（2）

图8.评估板FRDM-KE16Z电路图（3）

图9.评估板FRDM-KE16Z电路图（4）

图10.评估板FRDM-KE16Z电路图（5）

图11.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（1）

图12.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（2）

图13.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（3）

图14.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（4）

图15.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（5）

图16.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（6）

图17.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（7）

图18.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（8）

图19.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（9）

图20.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（10）

图21.评估板FRDM-KE16Z PCB设计图（11）

详情请见：

https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/KE1xZP48M48SF0.pdf

和https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM11204.pdf

UM11204.pdf