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面向電機和電源轉(zhuǎn)換實時控制的Kitenis V處理器——NXP FRDM-KV31F評測

電機電源轉(zhuǎn)換實時控制 NXP FRDM KV31F Kitenis V

2016-09-27
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作者：大音希聲
來源：21ic

[導讀]
本文評測的FRDM-KV31F是基于NXP Kinetis V平臺的開發(fā)板，主要面向電機和電源轉(zhuǎn)換的實時控制。

0.引言

NXP公司的Kinetis V系列MCU是基于ARM Cortex-M0+、Cortex-M4和Cortex-M7內(nèi)核，其實時性在Kinetis系列MCU家族中是最高的。因此，Kinetis V是專為各種BLDC、PMSM和ACIM電機控制以及數(shù)字電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用而設(shè)計的新一代微控制器。KV31F屬于中端Kinetis V系列MCU，其性能要強于基于Cortex-M0+內(nèi)核的KV1X系列，弱于基于Cortex-M7內(nèi)核的KV5X系列。

圖0-1 Kinetis系列MCU

為了更好地評估Kinetis V系列MCU各個方面的性能，NXP公司在今年推出了一款全新的FRDM開發(fā)板FRDM-KV31F。這款開發(fā)板搭載了一塊KV31F512VLL12 MCU，擁有一路Arduino UNO接口，用于連接各種外設(shè)模塊。NXP公司為這塊開發(fā)板提供了一些實時控制的示例。同時，FRDM-KV31F開發(fā)板也是新的NXP公司生產(chǎn)的第一款基于Kinetis 系列MCU的開發(fā)板。

下面就由筆者向大家介紹FRDM-KV31F。

1.開箱展示

這里向大家展示一下FRDM-KV31F。

如圖1-1所示，FRDM-KV31F這款開發(fā)板換了新包裝，上面的標志已經(jīng)變成了NXP的，而不是以前Freescale的了。此外，包裝的風格也和以前不一樣了�？磥磉@款開發(fā)板是NXP與Freescale合并之后新設(shè)計的。

圖1-1 開發(fā)板外包裝

打開盒子，首先看到的是一份快速上手指南，還有一份用不知幾國語言寫的安全使用說明。

圖1-2 指南及使用說明

然后是用防靜電包裝袋包裝的FRDM-KV31F開發(fā)板，還有一條USB micro B轉(zhuǎn)USB type A的線。

圖1-3 開發(fā)板及USB線

圖1-4展示了FRDM-KV31F開發(fā)板的正面，看來開發(fā)板的風格與之前的FRDM并沒多大區(qū)別。

圖1-4 開發(fā)板正面

FRDM-KV31F開發(fā)板的背面如圖1-5所示。

圖1-5 開發(fā)板背面

2.硬件介紹

這一部分來介紹一下板載硬件的情況。

先介紹一下FRDM-KV31F開發(fā)板整體的資源。

1、MCU：KV31F512VLL12

2、六軸加速度與磁力傳感器：FXOS8700CQ

3、一個可編程三色LED

4、一路Arduino UNO R3兼容擴展引腳

5、Motor control auxiliary 模塊接口

6、板載調(diào)試仿真器OpenSDA V2

FRDM-KV31F開發(fā)板的供電方式有兩種，一種是通過USB接口供電，另外一種是通過5V Jack供電，不過這個供電口未焊接

開發(fā)板的布局如圖2-1所示

圖2-1 開發(fā)板硬件布局

FRDM-KV31F開發(fā)板的整體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示

圖2-2 開發(fā)板整體結(jié)構(gòu)

下面對FRDM-KV31F開發(fā)板的幾個重要部分進行介紹。

1、MCU：KV31F512VLL12

KV3系列器件采用運行主頻為100或120 MHz、帶DSP指令集和浮點運算單元的ARM Cortex-M4內(nèi)核，配備兩個采樣率高達每秒120萬次(MSPS)的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，多個電機控制定時器，64至512 KB閃存。KV3x是Kinetis V系列產(chǎn)品組合中首款受到Kinetis電機套件(KMS)支持的器件。KMS是一款軟件解決方案，能夠快速配置電機驅(qū)動系統(tǒng)，加速最終電機驅(qū)動應(yīng)用的開發(fā)，同時改進電機系統(tǒng)的總體性能。具體參數(shù)如下：

• 120 MHz ARM Cortex-M4 內(nèi)核帶DSP，具有 1.25 DMIPS 每MHz的高性能

• 嵌入式存儲：512 KB Flash 和 96 KB RAM

• 支持一路Flexbus外部總線接口實現(xiàn)高速總線連接存儲器件

• 兩路8位定時器/計數(shù)器，可作為PWM發(fā)生器

• 最大可達 70個通用 I/O口 (GPIO)

• 兩路16位 SAR ADC (在12bit 模式下可達1.2 MS/s)

• 兩路12位 DAC

• 兩路模擬比較器 (CMP)

• 16通道DMA 控制器

• 兩個 SPI 模塊

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