Kinetis KL1x – 通用超低功耗MCU

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恨眠贾
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1 Freescale Semiconductor Document Number: KL1XPB 产品简介 Rev 0, 03/2015 Kinetis KL1x 通用超低功耗 MCU 最高 256 KB Flash 和 32 KB SRAM 1 Kinetis L 系列简介 Kinetis L 系列微控制器 (MCU) 的低功耗性能出类拔萃, 既具有新型 ARM Cortex -M0+ 处理器的卓越能效和易用性, 也具备 Kinetis 32 位 MCU 的性能丰富的外设设计资源和可扩展性有了 Kinetis 超低功耗 L 系列 MCU, 设计者不再因限制功耗的问题而拘泥于 8 位和 16 位 MCU 该系列具有优化的动态和停止电流并提供出色的处理性能, 而且还提供多种片上 Flash 存储器配置以及丰富的模拟模块通信功能和 HMI 外设供用户选择 Kinetis 超低功耗 L 系列 MCU 还与基于 ARM Cortex- 的 Kinetis K 系列硬件和软件兼容, 便于用户升级到性能更高, 存储资源更丰富和外设集成度更高的 Kinetis MCU 产品内容 1 Kinetis L 系列简介 Kinetis KL1x 子系列概况 Kinetis KL1x 系列主要特性 Kinetis KL1x 系列特性汇总 Kinetis KL1x 系列结构框图 KL1x 系列通用特性 Kinetis KL1x 系列差异全面的支持解决方案器件标识可订购器件编号 Kinetis KL1x 子系列概况 Kinetis KL1x 是通用超低功耗 MCU 系列该系列是 Kinetis KL0x MCU 系列的升级版, 在 KL0x 的基础上增加了更丰富的存储器通信和模拟外设选项 KL1x MCU 系列还与 Kinetis K10 MCU 系列 ( 基于 ARM Cortex- 内核 ) 及其它 Kinetis KL2x KL3x 和 KL4x 系列 MCU 兼容, 为升级到性能更高功能更丰富的 MCU 提供了便利 KL14 提供了丰富的混合信号模块通信功能和超低功耗特性 2016 Freescale Semiconductor, Inc.

2 Kinetis KL1x 系列主要特性 KL15 扩展了 KL14 系列, 增加了 16 位 ADC 和 TSI KL16 扩展了 KL15 系列, 提供最高 256 KB Flash 和 32 KB SRAM, 增加了 I2S 和 16 位 SPI KL17 KL1x 系列中的最新成员, 可实现高达 1:4 的 SRAM 与 Flash 容量比内置 ROM 引导加载程序提供高精度 VREF 支持 ISO7816 协议具有两个 LPUART FlexIO 和高精度 48 MHz IRC 3 Kinetis KL1x 系列主要特性超低功耗 48 MHz 器件, 提供最高 256 KB Flash 和 32 KB RAM 异步 DMA 允许低功耗外设 ( 例如 :ADC 低功耗 UART 和低功耗定时器 /PWM) 在 STOP/VLPS 模式下触发异步 DMA 请求, 以便在无 CPU 干预的情况下执行 DMA 传输并返回当前功耗模式 LPUART 支持相对于总线时钟的异步传输和接收操作, 并支持在低至 STOP/VLPS 模式下通信接收器波特率的过采样率可配置为 4 至 32, 从而允许通过更低时钟源实现更高波特率在低至 STOP/VLPS 模式下,SPI 可以通过地址匹配中断唤醒 MCU, 并可以捕获第一条消息在低至 STOP/VLPS 模式下,I 2 C 支持多地址匹配唤醒功能 FlexIO 可以模拟多种串行接口, 例如 :UART SPI I 2 C 和 IrDA, 并且可以在 STOP/VLPS 模式下正常工作在低至 STOP/VLPS 模式下,LPTPM 支持 16 位定时器输入捕获输出比较和 PWM 功能在所有功耗模式下,LPTMR 支持 16 位定时器和脉冲计数器功能在所有功耗模式下 ( 包括温度和电压补偿 ),RTC 32 位秒钟计数器支持秒中断以及可编程闹钟在低至 STOP/VLPS 模式下,ADC 支持将单次转换存储到多个结果寄存器, 以及硬件均值和自动比较模式在所有功耗模式 (VLLS0 除外 ) 下,CMP 支持阈值交叉检测和触发式的比较模式, 以实现平均功耗更低的比较在所有功耗模式 (VLLS0 除外 ) 下,DAC 和 VREF 可以提供静态参考电压在所有功耗模式下,TSI 支持单通道的容性触摸唤醒在 LLS 和 VLLSx 模式下,LLWU 支持 8 个唤醒引脚 REFET 和 NMI 唤醒引脚, 以及通过低功耗外设唤醒出色的低功耗运行特性, 内核基准电流低至 100 µa / MHz, 状态保留停止模式下的电流低至 1.7 µa, 唤醒时间为 7.5 µs, 且最低功耗模式电流低至 87 na 高度可靠且可快速访问的 Flash 存储器, 具有四个保护等级用于保护代码提供全面支持和解决方案, 包括 SDK( 驱动程序库和协议栈 ) IDE 引导加载程序 RTOS 和网络社区等 4 Kinetis KL1x 系列特性汇总表 1. 系列特性汇总子系列 KL14 KL15 KL16 KL17 CPU 频率 48 MHz 48 MHz 48 MHz 48 MHz Flash 存储器 KB KB KB KB SRAM 4 8 KB 4 16 KB 4 32 KB 8 32 KB ROM 引导加载程序有模拟 12 位 ADC CMP 16 位 ADC 12 位 DAC CMP 通信 UART LPUART SPI I 2 C 封装选项 32QFN 48QFN 64LQFP 80LQFP 16 位 ADC 12 位 DAC 16 位 ADC 12 位 DAC CMP CMP VREF UART LPUART SPI UART LPUART SPI I 2 C I 2 C I2S 32QFN 48QFN 35WLCSP 64LQFP 80LQFP 32QFN 48QFN 64LQFP 64MAPBGA UART (ISO7816) LPUART SPI I2C I2S FlexIO 32QFN 48QFN 36XFBGA 64LQFP 64MAPBGA 2 Freescale Semiconductor, Inc.

Kinetis KL1x 系列结构框图 5 Kinetis KL1x 系列结构框图内核系统存储器时钟 SWD 接口中断控制器 ARM Cortex-M0+ 48MHz MTB DMA BME 低漏电唤醒内部看门狗程序 Flash 32-256 KB 32 字节 Register File SRAM 8-32 KB ROM 16 KB 低频与高频振荡器高精度内部参考时钟

3 Kinetis KL1x 系列结构框图 5 Kinetis KL1x 系列结构框图内核系统存储器时钟 SWD 接口中断控制器 ARM Cortex-M0+ 48MHz MTB DMA BME 低漏电唤醒内部看门狗程序 Flash KB 32 字节 Register File SRAM 8-32 KB ROM 16 KB 低频与高频振荡器高精度内部参考时钟 48M/8MHz 安全性和完整性模拟定时器通信接口 4 MHz/ 32 KHz IRC FLL/PLL 1 KHz LPO 唯一 ID 最多 20 通道 16 位 ADC 6 通道定时器 /PWM 低功耗 UART x2 I2S x1 HMI CRC 高速模拟比较器 12 位 DAC 2 通道定时器 /PWM x2 低功耗定时器 UART x2 SPI x2 FlexIO 最多 70 个 GPIO, 带 39 个中断内部参考电压周期性中断定时器 I2C x2 16 通道触摸传感器接口 RTC 标准可选图 1. Kinetis KL1x 系列结构框图 6 KL1x 系列通用特性所有 KL1x MCU 上均提供以下特性 : 48 MHz Cortex-CM0+ 2 引脚串行线调试 (SWD), 微跟踪缓冲器 (MTB) 4 通道 DMA 控制器集成式位操作引擎 (BME) 64 字节高速缓存和 32 字节 Register File 1 6 通道和 2 2 通道 LPTPM 低频和高频 OSC RTC (32 KHz OSC) 1 低功耗定时器,1 2 通道 PIT Freescale Semiconductor, Inc. 3

4 Kinetis KL1x 系列差异具有 9 种功耗模式的电源管理控制器 (PMC) 不可屏蔽中断 (NMI) 软件和 COP 看门狗电压范围 :1.71 V 至 3.6 V 温度范围 (T A ):-40 o C 至 105 o C 7 Kinetis KL1x 系列差异表 2. 系列差异子系列 KL14 KL15 KL16 KL17 CPU 频率 48 MHz 48 MHz 48 MHz 48 MHz 存储器 Flash / SRAM 大小 32 KB / 4KB 128 KB / 16 KB 32 KB / 4 KB 128 KB / 16 KB 32 KB / 4 KB 256 KB / 32 KB 引导 ROM 16 KB 通信接口 LPUART UART UART (ISO7816) 1 SPI I2C I2S 1 1 FlexIO 有模拟模块 ADC 12 位 16 位 16 位 16 位 32 KB / 8 KB 128 KB / 32 KB, 256 KB / 32 KB ADC 通道 (SE / DE) 11 / 0 20 / 0 11 / 2 20 / 4 11 / 2 20 / 4 11 / 2 20 / 4 DAC 12 位 12 位可选 4 VREF 有 CRC 可选 5 其他模块 TSI 9 通道 16 通道 9 通道 16 通道总 GPIO 数 MCG 4 MHz / 32 KHz IRC PLL / FLL 封装选项 32QFN 48QFN 64LQFP 80LQFP 4 MHz / 32 KHz IRC PLL / FLL 4 MHz / 32 KHz IRC PLL / FLL 32QFN 48QFN 32QFN 48QFN 64LQFP 80LQFP 64LQFP 35WLCSP 64MAPBGA 高精度 48 MHz IRC, 8 / 2 MHz IRC 32QFN 48QFN 64LQFP 64MAPBGA 36XFBGA 1 8 位 SPI, 一个 SPI 带有 FiFo 2 16 位 SPI, 一个 SPI 带有 FiFo 3 双缓冲, 最高支持 1 Mbps 4 仅 128 KB 和 256 KB Flash KL17 中可使用 DAC 5 仅 32 KB 和 64 KB Flash KL17 中可使用 CRC 4 Freescale Semiconductor, Inc.

5 全面的支持解决方案 8 全面的支持解决方案 8.1 Kinetis 软件开发套件 (SDK) 提供丰富的外设驱动协议栈和中间层软件提供示例程序, 用于演示 HAL 外设驱动程序中间件和 RTOS 的用法操作系统抽象 (OSA) 适用于 Freescale MQX Lite RTOS FreeRTOS 和 Micrium uc/os 内核, 以及裸机 ( 无 RTOS) 应用程序 8.2 Processor Expert 用于生成器件驱动程序以及启动代码的免费工具从项目创建到调试仅需 7 个步骤大大缩短开发时间在 Kinetis Design Studio 中提供, 或作为 IAR/Keil/GNU IDE 的独立插件 8.3 集成开发环境 (IDE) Atollic TrueSTUDIO atollic.com/index.php/partnerfreescale Green Hills Software MULTI ghs.com/products/kinetis.html IAR Embedded Workbench iar.com/kinetis ARM Keil 微控制器开发套件 keil.com/freescale Freescale Kinetis Design Studio IDE 免费的 Kinetis MCU 集成开发环境 (IDE) 基于 Eclipse 和 GCC 的 IDE, 支持 C/C++ 编辑编译和调试通过 Freescale Connect 合作伙伴提供全面的 ARM 生态体系支持 8.4 在线支持 ARM mbed 开发平台便捷的 Kinetis MCU 原型设计和开发在线 mbed SDK, 开发者社区免费软件库 8.5 Freescale MQX Lite RTOS 专为资源较少的 MCU 定制的免费轻量级 MQX 内核作为 Processor Expert 组件提供向上兼容 MQX RTOS 8.6 引导加载程序面向所有 Kinetis MCU 的通用引导加载程序 Freescale Semiconductor, Inc. 5

6 器件标识通过串行连接进行系统内 Flash 编程 : 擦除编程和检验基于 ROM 或 Flash 的引导加载程序, 提供开源软件和主机端编程程序 8.7 开发硬件塔式系统模块化开发平台模块化和可扩展性快速原型设计和评估高性价比 Freescale Freedom 开发平台成本低 (< $ 20 USD) 采用业界标准的紧凑设计集成的开放标准串行和调试接口 (OpenSDA) 兼容各种第三方扩展电路板 9 器件标识 9.1 说明芯片器件编号包含识别具体器件的字段您可以通过这些字段的值来判断收到的具体器件 9.2 格式器件编号采用以下格式 :Q KL## A FFF T PP CC (N) 9.3 字段下表列出器件编号中每个字段的可能值 ( 并非所有组合都有效 ) 表 3. 器件编号字段说明字段说明值 Q 认证状态 M = 完全合格, 正式进入市场 P = 资格预审 KL## Kinetis 系列 KL14 KL15 KL16 KL17 A 主要属性 Z = Cortex-M0+ FFF 程序 Flash 存储器大小 32 = 32 KB 64 = 64 KB 128 = 128 KB 下一页继续介绍此表... 6 Freescale Semiconductor, Inc.

7 可订购器件编号表 3. 器件编号字段说明 ( 继续 ) 字段说明值 256 = 256 KB R 芯片版本 ( 空白 )= 主版本 A = 主版本后的修订版本 T 温度范围 V = -40 o C 105 o C PP 封装标识符 FM = 32QFN (5 mm 5 mm 0.65 mm, Pitch 0.5 mm ) CC 最大 CPU 频率 (MHz) 4 = 48 MHz N 封装类型 R = 盘卷 AD = 35WLCSP (2.5 mm 3 mm 0.6 mm, Pitch 0.4 mm) DA = 36XFBGA (3.5 mm 3.5 mm 0.5 mm, Pitch 0.65 mm) FT = 48QFN (7 mm 7 mm 0.65 mm, Pitch 0.5 mm) LH = 64LQFP (10 mm 10 mm 1.4 mm, Pitch 0.5 mm) MP = 64MAPBGA (5 mm 5 mm 1.5 mm, Pitch 0.5 mm) LK = 80LQFP (12 mm 12 mm 1.6 mm, Pitch 0.5 mm) ( 空白 )= 盘式 10 可订购器件编号表 4. 订购信息产品存储器封装 IO 和 ADC 通道量产型号 Flash SRAM 引脚数封装 GPIO GPIO MKL14Z32VF MKL14Z64VF MKL14Z32VF MKL14Z64VF MKL14Z32VL (INT / HD) 1 32 KB 4 32 QFN 28 19/4 11/0 64 KB 8 32 QFN 28 19/4 11/0 32 KB 4 48 QFN 40 24/4 18/0 64 KB 8 48 QFN 40 24/4 18/0 32 KB 4 64 LQFP 54 31/4 20/0 下一页继续介绍此表... ADC 通道 (SE / DP) Freescale Semiconductor, Inc. 7

8 可订购器件编号表 4. 订购信息 ( 继续 ) 产品存储器封装 IO 和 ADC 通道量产型号 Flash SRAM 引脚数封装 GPIO GPIO MKL14Z64VL MKL14Z32VL K4 MKL14Z64VL K4 MKL15Z32VF MKL15Z64VF MKL15Z128V F MKL15Z128C AD4 MKL15Z32VF MKL15Z64VF MKL15Z128V F MKL15Z32VL MKL15Z64VL MKL15Z128V L MKL15Z32VL K4 MKL15Z64VL K4 MKL15Z128V LK4 MKL16Z32VF MKL16Z64VF MKL16Z128V F MKL16Z32VF MKL16Z64VF (INT / HD) 1 64 KB 8 64 LQFP 54 31/4 20/0 32 KB 4 80 LQFP 70 39/4 20/0 64 KB 8 80 LQFP 70 39/4 20/0 32 KB 4 32 QFN 28 19/4 11/2 64 KB 8 32 QFN 28 19/4 11/2 128 KB QFN 28 19/4 11/2 128 KB WLCSP 31 19/4 14/3 32 KB 4 48 QFN 40 24/4 18/3 64 KB 8 48 QFN 40 24/4 18/3 128 KB QFN 40 24/4 18/3 32 KB 4 64 LQFP 54 31/4 20/4 64 KB 8 64 LQFP 54 31/4 20/4 128 KB 16 KB 64 LQFP / 4 20 / 4 32 KB 4 KB 80 LQFP / 4 20 / 4 64 KB 8 KB 80 LQFP / 4 20 / KB 16 KB 80 LQFP / 4 20 / 4 32 KB 4 KB 32 QFN / 4 11 / 2 64 KB 8 KB 32 QFN / 4 11 / KB 16 KB 32 QFN / 4 11 / 2 32 KB 4 KB 48 QFN / 4 18 / 3 64 KB 8 KB 48 QFN / 4 18 / 3 下一页继续介绍此表... ADC 通道 (SE / DP) 8 Freescale Semiconductor, Inc.

9 表 4. 订购信息 ( 继续 ) 可订购器件编号产品存储器封装 IO 和 ADC 通道量产型号 Flash SRAM 引脚数封装 GPIO GPIO MKL16Z128V F MKL16Z32VL MKL16Z64VL MKL16Z128V L MKL16Z256V L MKL16Z256V MP4 MKL17Z32VF MKL17Z64VF MKL17Z32VD A4 MKL17Z64VD A4 MKL17Z32VF MKL17Z64VF MKL17Z32VM P4 MKL17Z64VM P4 MKL17Z32VL MKL17Z64VL MKL17Z128V F MKL17Z256V F MKL17Z128V F MKL17Z256V F MKL17Z128V L (INT / HD) KB 16 KB 48 QFN / 4 18 / 3 32 KB 4 KB 64 LQFP / 4 20 / 4 64 KB 8 KB 64 LQFP / 4 20 / KB 16 KB 64 LQFP / 4 20 / KB 32 KB 64 LQFP / 4 20 / KB 32 KB 64 MAPBGA / 4 20 / 4 32 KB 8 KB 32 QFN / 6 11 / 2 64 KB 16 KB 32 QFN / 6 11 / 2 32 KB 8 KB 36 XFBGA / 6 15 / 4 64 KB 16 KB 36 XFBGA / 6 15 / 4 32 KB 8 KB 48 QFN / 6 18 / 3 64 KB 16 KB 48 QFN / 6 18 / 3 32 KB 8 KB 64 MAPBGA / 6 20 / 4 64 KB 16 KB 64 MAPBGA / 6 20 / 4 32 KB 8 KB 64 LQFP / 6 20 / 4 64 KB 16 KB 64 LQFP / 6 20 / KB 32 KB 32 QFN / 6 11 / KB 32 KB 32 QFN / 6 11 / KB 32 KB 48 QFN / 6 18 / KB 32 KB 48 QFN / 6 18 / KB 32 KB 64 LQFP / 6 20 / 4 下一页继续介绍此表... ADC 通道 (SE / DP) Freescale Semiconductor, Inc. 9

10 可订购器件编号表 4. 订购信息 ( 继续 ) 产品存储器封装 IO 和 ADC 通道量产型号 Flash SRAM 引脚数封装 GPIO GPIO MKL17Z256V L MKL17Z128V MP4 MKL17Z256V MP4 (INT / HD) KB 32 KB 64 LQFP / 6 20 / KB 32 KB 64 MAPBGA / 6 20 / KB 32 KB 64 MAPBGA / 6 20 / 4 ADC 通道 (SE / DP) 1 INT: 中断引脚数 ;HD: 高电平驱动引脚数 2 此封装将包含在 Kinetis MCU 的 Package Your Way 计划中如需了解更多信息, 请访问 KPYW 表 5. 修订历史记录修订版 0 初始版本重要改动 10 Freescale Semiconductor, Inc.

11 How to Reach Us: Home Page: freescale.com Web Support: freescale.com/support 本文档中的信息仅供系统和软件实施方使用 Freescale 产品本文并未明示或者暗示授予利用本文档信息进行设计或者加工集成电路的版权许可 Freescale 保留对此处任何产品进行更改的权利, 恕不另行通知 Freescale 对其产品在任何特定用途方面的适用性不做任何担保表示或保证, 也不承担因为应用程序或者使用产品或电路所产生的任何责任, 明确拒绝承担包括但不局限于后果性的或附带性的损害在内的所有责任 Freescale 的数据表和 / 或规格中所提供的典型参数在不同应用中可能并且确实不同, 实际性能会随时间而有所变化所有运行参数, 包括经典值在内, 必须经由客户的技术专家对每个客户的应用程序进行验证 Freescale 未转让与其专利权及其他权利相关的许可 Freescale 销售产品时遵循以下网址中包含的标准销售条款和条件 :freescale.com/ SalesTermsandConditions. Registered trademarks: Freescale, the Freescale logo, Kinetis, and Processor Expert are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc., Reg. U.S. Pat. & Tm. Off. Tower and MQX are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc. All other product or service names are the property of their respective owners. The ARM Powered Logo is a trademark of ARM Limited. ARM and Cortex are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved Freescale Semiconductor, Inc 飞思卡尔半导体有限公司 Document Number KL1XPB Revision 0, 03/2015

STM32 STM3232ARM Cortex-M3 Cortex-M3 STM32Thumb-2 STM32MCU Cortex-M3ARM MCU STM32ARM 32 ARMCortex-M3 32 STM32 Cortex-M3 ARM Cortex-M3 ARM ARM

STM32 ARM Cortex -M3 32 www.st.com/mcu www.stmicroelectronics.com.cn/mcu STM32 STM3232ARM Cortex-M3 Cortex-M3 STM32Thumb-2 STM32MCU 32 1632 Cortex-M3ARM MCU STM32ARM 32 ARMCortex-M3 32 STM32 Cortex-M3