探索FRDM - MCXE247开发板：功能、特性与使用指南

在电子设计和开发的领域中，一款优秀的开发板能够为工程师们提供强大的支持和便利。今天，我们就来深入了解一下NXP推出的FRDM - MCXE247开发板，看看它有哪些独特之处以及如何在实际项目中发挥作用。

文件下载：NXP Semiconductors FRDM-MCXE247 开发板.pdf

一、开发板概述

FRDM - MCXE247开发板是基于NXP MCX E247微控制器（MCU）的设计和评估平台。MCX E247 MCU基于Arm Cortex - M4F内核，最高运行速度可达112 MHz，供电电压范围为2.70 V - 5.5 V。该开发板集成了丰富的硬件资源，包括64 Mbit外部串行闪存、FXLS8974CFR3 I2C加速度计传感器、NMH1000 I2C磁开关、三个TJA1057BTK CAN PHY、以太网PHY、RGB LED、按钮以及MCU - Link调试探针电路等。同时，它还兼容Arduino盾牌模块、Pmod板和mikroBUS接口，为开发者提供了广泛的扩展可能性。

1. 开发板特性

特性	描述
MCU	NXP MCX E247 MCU，32位通用微控制器，具备DSP和FPU支持，最高2MB Flash和256 kB SRAM，最高112 MHz CPU性能
电源供应	支持多种电源输入，如MCU - Link USB2.0 Type - C连接器、Arduino盾牌兼容头，可提供5V和3.3V电源
时钟	配备多个晶体振荡器，提供8 MHz、32.768 kHz、16 MHz和50 MHz时钟信号
闪存	Winbond W25Q64JVSSIQ - 64 Mbit QSPI闪存
以太网	支持10/100 Mbits（RMII），配备LAN8741以太网PHY和RJ45接口
I/O接口	兼容Arduino盾牌、Mikroe点击板和Pmod模块
FlexCAN接口	提供三个高速CAN收发器，通过2x2 - 引脚头访问
调试	板载MCU - Link调试探针，支持CMSIS - DAP和SEGGER J - Link协议，还有10 - 引脚Arm JTAG/SWD连接器
PCB尺寸	118mm x 55mm
可订购部件号	FRDM - MCXE247

2. 套件内容

• FRDM - MCXE247开发板硬件组件
• 1米长的USB 2.0 Type - A到Type - C电缆
• FRDM - MCXE247快速入门指南

3. 开发板图片与接口

开发板提供了顶视图和底视图，方便我们了解其布局。同时，它还配备了多种连接器，如Arduino兼容I/O头、mikroBUS插座连接器、Pmod连接器、USB Type - C连接器、调试连接器等，满足不同的连接需求。

二、功能描述

1. 电源供应

FRDM - MCXE247开发板支持多种电源供应选项，包括来自MCU - Link USB2.0 Type - C连接器的P5V_MCU_LINK、3 - 引脚跳线（J20）的P5V_HDR_IN以及Arduino盾牌兼容头（J3）的P5V0。MCX E247 MCU的供电电压范围为2.7 V - 5.5 V，可通过J10跳线选择3.3 V或5 V供电。需要注意的是，当使用5 V供电时，板载以太网PHY、传感器和MCULink可通过3.3 V <-> 5 V电平转换电路与MCX E247 MCU正常通信，但闪存W25Q64JVSSIQ仅在MCX E247 MCU由3.3V供电时才能正常工作。

2. 时钟系统

开发板上配备了多个晶体振荡器，为不同的模块提供精确的时钟信号。例如，8 MHz晶体振荡器（Y1）为目标MCU MCX E247提供高频精确时基，32.768 kHz晶体振荡器（Y2）为MCX E247 MCU的RTC部分提供时钟。

3. MCU重叠封装

FRDM - MCXE247开发板支持两种不同封装类型的MCU：LQFP144（MCXE247VLQ）和LQFP100（MCXE247VLL）。默认情况下，板上焊接的是LQFP144封装的芯片，若要评估LQFP100封装的芯片，只需移除默认芯片并进行替换即可。

4. 以太网接口

开发板的以太网接口支持10/100 Mbit/s RMII配置，通过RJ45连接器与外部网络连接。以太网PHY（LAN8741A - EN）接收50 MHz时钟信号，为网络通信提供稳定的时钟源。

5. FlexCAN接口

MCX E247 MCU具有三个FlexCAN模块（CAN0、CAN1和CAN2），开发板通过2x2 - 引脚头（J17、J18、J19）提供三个高速CAN收发器，方便与外部CAN总线进行通信。

6. 加速度计传感器

板上的3轴紧凑型数字加速度计U20（NXP FXLS8974CFR3）适用于汽车远程无钥匙进入应用，支持多种测量范围、12位加速度数据和8位温度传感器数据，通过I2C或SPI接口与MCU通信。

7. 磁开关

NXP NMH1000霍尔效应磁场开关对垂直磁场敏感，支持多种阈值和采样率选择，可通过I2C接口与MCU通信。

8. 闪存接口

目标MCU（MCX E247）的QuadSPI控制器可连接板载QSPI闪存（U23），该闪存由P3V3轨供电。需要注意的是，当MCX E247 MCU由5 V供电时，闪存无法正常工作。

9. Arduino兼容I/O头

开发板提供了与Arduino Uno兼容的头，支持多种Arduino和FRDM生态系统盾牌模块，为开发者提供了丰富的扩展选择。

10. mikroBUS头

mikroBUS插座是一对1x8 - 位置插座，具有独特的引脚配置和丝印标记，可安装点击板，为开发板添加新功能。

11. Pmod头

Digilent Pmod设备可通过开发板的Pmod连接器（J7）进行扩展，增加开发板的功能。

12. IO扩展头

IO扩展头J8和J9可引出144引脚封装中存在但100引脚封装中没有的引脚信号，默认情况下未焊接，使用时需进行焊接。

三、MCU - Link OB调试探针

1. 概述

MCU - Link是NXP和Embedded Artists联合开发的调试探针架构，基于NXP LPC55S16 MCU。FRDM - MCXE247开发板上的MCU - Link OB工厂预编程了基于NXP CMSIS - DAP协议的固件，也支持自定义的J - Link固件。

2. 支持的特性

• 串行线调试（SWD）/串行线调试跟踪输出（SWO）：支持基于SWD的调试和SWO分析。
• 虚拟通信（VCOM）串口：作为USB - to - UART桥，在主机计算机上添加串行COM端口并连接到目标MCU。
• USB串行输入/输出（USBSIO）端口：作为USB - to - I2C桥，连接到目标MCU。
• 外部调试探针支持：可通过禁用SWD功能，使用外部调试探针进行调试。

3. 调试场景

开发板支持两种调试场景：使用MCU - Link进行调试和使用外部调试器进行调试。不同场景下需要进行相应的跳线和连接器设置。

4. 固件更新

若要更新MCU - Link固件，需将其置于ISP模式，具体步骤包括断开开发板与主机的连接、短接跳线JP2、重新连接开发板、下载并安装LinkServer实用程序、运行固件更新工具等。更新完成后，需断开开发板、打开跳线JP2并重新连接。

5. 与开发工具的配合使用

MCU - Link调试探针可与MCUXpresso生态系统内支持的IDE配合使用，如MCUXpresso IDE、MCUXpresso for Visual Studio Code、IAR Embedded Workbench和Arm Keil MDK等。在使用不同IDE时，开发板会根据固件版本和兼容性进行相应的识别和配置。

6. 状态LED

开发板上有三个用于MCU - Link的状态指示灯，分别为D5（USB）、D6（STATUS）和D7（VCOM ACT），它们在不同的操作模式下有不同的表现，方便我们了解MCU - Link的工作状态。

四、总结

FRDM - MCXE247开发板集成了丰富的硬件资源和功能，为电子工程师们提供了一个强大的开发平台。它不仅具备高性能的MCU和多种通信接口，还支持多种扩展模块，能够满足不同项目的需求。同时，其板载的MCU - Link调试探针和丰富的调试功能，为开发过程提供了便利。在使用开发板时，我们需要注意电源供应的选择、时钟系统的配置以及固件更新的方法等细节，以确保开发板的正常运行。希望通过本文的介绍，能够帮助大家更好地了解和使用FRDM - MCXE247开发板，在电子设计的道路上取得更好的成果。你在使用类似开发板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。