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2021年08月25日 | 飞思卡尔K60最小系统设计板方案

2021-08-25 来源:eefocus

一、飞思卡尔K60系列简介

飞思卡尔Freescale公司(现被恩智浦收购)K60系列MCU,工作电压1.71-3.6V,闪存的写电压为1.71-3.6V,采用ARM Cortex-M4内核,其性能可达到1.25 Dhrystone MIPS /MHz。


该系列提供高达 180 MHz 的性能和 IEEE 1588 以太网 MAC,用于工业自动化环境中的精确的、实时的时间控制。 硬件加密支持多个算法,以最小的 CPU 负载提供快速、安全的数据传输和存储。


系统安全模块包括安全密钥存储和硬件篡改检测,提供用于电压、频率、温度和外部传感(用于物理攻击检测)的传感器。K60 MCU主要用在工业如安全照相机, 建筑物自动化控制和电梯控制屏以及医疗电子如心电图(ECG),生命信息监测仪,运程医疗保健系统,心率监视器, 除颤仪, 麻醉监视器, 呼吸机等。

二、K60系统资源:

飞思卡尔K系列都包涵强大的逻辑、通信和时序阵列和带有伴随着闪存大小和I/O数量的集成度等级的控制外围部件。所有的kinetis系列包涵一下共同特征:


 


 ARM Cortex-M4内核提供1.25 DMIPS / MHz的DSP指令(浮点单元在kinetis系列可用).

高达32位的DMA,同时尽可能减小CPU干预.

提供50MHz、72MHz和100MHz几种CPU频率(120MHz和150MHz在kinetis可用).

超低功耗:10种低功耗操作模式通过优化外设执行和唤醒时间来延长电池寿命.

为了增加低功耗的灵活性,增加了低漏唤醒单元、低功耗定时器和低功耗RTC.

业界领先的快速换醒时间.

内存从32 KB闪存/ 8 KB的RAM可扩展为1 MB闪存/128 KB的RAM。

同时使空白的独立闪存执行代码和固件更新.

可选16 KB用于总线带宽优化执行性能和闪存高速缓冲存储器。

关于K10的、K20和K60系列设备提供120MHz CPU或更高的性能.

FlexMemory支持高达512 KB的FlexNVM和高达16 KB的FlexRAM.

FlexNVM可以进行分区,以支持其他程序快闪记忆体(引导器),数据闪存,或EEPROM备份.

FlexRAM支持EEPROM按字节写入和擦出操作,同时决定了最大的EEPROM大小.

EEPROM的擦写次数可以高达1000万次.

EEPROM的擦写速度比传统的EEPROM快一个数量级.

混合模拟信号:快速,高精度16位ADC、12位DAC.

可编程增益放大器、高速比较器和内部参考电压.

降低降低系统成本同时具有强大的信号调节,转换和分析能力.

人机界面(HMI):电容式触摸传感器接口,支持全面低功耗和最小电流加法器.

连接与通信:

支持ISO7816和IrDA协议的UARTs、I²S、CAN、I²C和DSPI.

可靠、安全和加密:

硬件循环冗余校验内存的内容检查引擎/通讯数据和增加系统可靠性.

独立时钟的COP,用于保护避免在错误的应用时的程序跑飞.

外部看门狗监控.

时序和控制: FlexTimers支持通用的、PWM和电机控制功能.

用于红外发射波形产生的载波调制器.

用于RTOS任务调度、ADC转换源和可编程延时模块的可编程中断定时器.

扩展接口:

多功能外部总线接口可以连接外部存储器,门阵列逻辑和液晶.

系统具有中断功能的GPIO可以承受5V.

宽工作电压范围在1.71V至3.6V的闪存可编程下降至1.71 V的全功能闪存和模拟外设.

环境工作温度范围从-40°C到105°C.

三、飞思卡尔K60最小系统板设计方案

1. 原理图:


2. PCB:

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对于快速充电IC(bq2002)电路,网友可能还会有多种问题,以下是一些常见问题及其回答:

一、电路设计相关问题

  1. BQ2002的BAT引脚如何正确接入电池电压?
    • 回答:BQ2002的BAT引脚用于接收电池电压的取样信号。通常,电池电压会经过一个电阻分压网络后接入BAT引脚,以确保BQ2002能够正确检测电池电压。电阻分压网络的输入电阻不应小于200kΩ,以避免对电池电压造成过大影响。
  2. 如何设置BQ2002的充电速率?
    • 回答:BQ2002的充电速率可以通过TM引脚进行设置。当TM引脚接地时,充电速率为1C(即电池容量的1倍)。此外,根据数据手册,TM引脚的不同电平还可能对应不同的充电速率,如C/2或2C,但具体设置需参考具体的数据手册或应用指南。
  3. BQ2002的CC引脚如何控制充电电流?
    • 回答:BQ2002的CC引脚用于控制充电电流的开关,而不是直接调节充电电流的大小。CC引脚有两种状态:高阻态和接地态。当CC引脚为高阻态时,充电电流可以流动;当CC引脚接地时,充电电流被抑制。充电电流的大小通常由外部恒流源(如LM317等)的电阻设置决定,与CC引脚的状态无关。

二、功能实现与调试问题

  1. 为什么BQ2002没有进入快速充电模式?
    • 回答:BQ2002没有进入快速充电模式可能由多种原因造成,如电池电压或温度不符合快速充电条件、TS引脚电压不在正常范围内、或外部电路设计问题等。建议检查电池电压和温度是否满足快速充电条件,同时检查TS引脚电压是否介于0.25VCC和0.4VCC之间(或1.25V和2.0V之间),并确认外部电路设计无误。
  2. BQ2002在充电过程中突然停止充电怎么办?
    • 回答:BQ2002在充电过程中突然停止充电可能是由于电池过热、电池电压过高或外部电路故障等原因造成的。建议检查电池温度是否过高,电池电压是否超出BQ2002的承受范围,并检查外部电路是否有短路或断路等故障。如果问题依旧存在,可能需要更换BQ2002芯片或重新设计外部电路。
  3. 如何调整BQ2002的充电截止电压?
    • 回答:BQ2002的充电截止电压通常是通过外部电路设计来调整的。具体方法可能因电路设计而异,但一般可以通过调整与BAT引脚相连的分压电阻的阻值来改变BQ2002检测到的电池电压值,从而调整充电截止电压。需要注意的是,在调整充电截止电压时,应确保电池不会因过充而损坏。

三、其他常见问题

  1. BQ2002支持哪些类型的电池?
    • 回答:BQ2002通常支持多种类型的可充电电池,如镍氢电池、锂离子电池等。但具体支持的电池类型可能因BQ2002的版本或制造商而有所不同。因此,在使用BQ2002进行电池充电时,应参考具体的数据手册或应用指南以了解支持的电池类型。
  2. BQ2002的功耗如何?
    • 回答:BQ2002的功耗通常较低,但具体功耗值可能因工作条件(如输入电压、输出电流、环境温度等)的不同而有所变化。在设计电路时,应充分考虑BQ2002的功耗对系统整体性能的影响,并采取相应的措施来降低功耗。

以上是针对快速充电IC(bq2002)电路的一些常见问题及其回答。需要注意的是,由于BQ2002的具体应用可能因电路设计、电池类型等因素而有所不同,因此在实际应用中应参考具体的数据手册或应用指南以获取准确的信息。

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