W ofercie firmy Freescale pojawił zestaw z rodziny FREEDOM o nazwie KL46Z, wyposażony w mikrokontroler MKL46Z256VLL4 należący do rodziny KINETIS L. Podobnie do pozostałych mikrokontrolerów z tej rodziny, także zastosowany w zestawie FREEDOM KL46Z wyposażono w rdzeń Cortex-M0+, który może być taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości do 48 MHz. Wyposażono go w 256 kB pamięci Flash, 32 kB SRAM, sterownik segmentowego, monochromatycznego wyświetlacza LCD, interfejs USB OTG (FS), a także wiele interfejsów i bloków peryferyjnych charakterystycznych dla współczesnych mikrokontrolerów, w tym – oczywiście – dla rodziny KINETIS L.

Zestaw FREEDOM KL46Z wyposażono w zintegrowany programator-debugger SWD, umożliwiający programowanie pamięci Flash i debugowanie pracy mikrokontrolera MKL46Z256, po prostej wymianie firmware, interfejs jest zgodny z propagowanym przez ARM standardem CMSIS-DAP.

Fot. 1. Wygląd zestawu FREEDOM KL46Z

Zestaw FREEDOM KL46Z (fotografia 1) budową przypomina popularne już na rynku zestawy należące do rodziny FREEDOM i podobnie do nich jest zgodny mechanicznie z zestawami z rodziny Arduino. Najbardziej spektakularnym elementem wyposażenia prezentowanego zestawu jest segmentowy wyświetlacz LCD, który umożliwia przetestowanie sprzętowego sterownika LCD wbudowanego w mikrokontroler MKL46Z256. Sterownik ten umożliwia sterowanie do 376 segmentów (organizacje 47×8 lub 51×4), wyposażono go m.in. w mechanizm weryfikacji poprawności działania segmentów LCD, co zapobiega możliwości wyświetlenia na LCD nieprawidłowego komunikatu. Interesująca cechą sterownika LCD wbudowanego w mikrokontrolery KL46 jest możliwość wykorzystania jako GPIO linii sterujących LCD niewykorzystywanych w danej aplikacji. Przypisanie sygnałów sterujący do elektrod wyświetlacza LCD pokazano na rysunku 2.

Rys. 2. Przypisanie linio GPIO do elektrod LCD w zestawie FREEDOM KL46Z

Oprócz wyświetlacza LCD, standardowym wyposażeniem prezentowanego zestawu jest znany z wcześnieszych wersji FREEDOM pojemnościowy nastawnik suwakowy, 3-osiowy akcelerometr MMA8451, sensor kompasowy MAG3110 oraz czujnik oświetlenia (linearyzowany fototranzystor). Użytkownik może wykorzystać w swojej aplikacji także dwa mikroprzełączniki i dwie diody LED (czerwoną i zieloną), opcjonalnie można także wykorzystać miejsce przewidziane przez producenta na zamontowanie pamięci Flash SPI (jak np. AT45DB161 firmy Atmel).

Rys. 3. Rozmieszczenie najważniejszych elementów zestawu FREEDOM KL46Z

Rozmieszczenie poszczególnych elementów peryferyjnych zestawu KL46Z pokazano na rysunku 3, fragment schematu elektrycznego ilustrującego dołączenie pamięci do mikrokontrolera – na rysunku 4.

Rys. 4. Twórcy zestawu FREEDOM KL46Z przewidzieli możliwość zainstalowania pamięci Flash SPI, która jest dołączona do mikrokontrolera zgodnie z prezentowanym schematem

Warto zwrócić uwagę na fakt, że producent przewidział możliwość zastosowania w miejscu akcelerometru MMA8451 sensora zintegrowanego 6DoF o nazwie FXOS8700 (rysunek 5). Jest to zintegrowany trzyosiowy kompas i akcelerometr 3D.

Rys. 5. Schemat blokowy sensora 6DoF (FXOS8700), który może być stosowany alternatywnie do sensorów MEMS montowanych domyślnie w zestawie FREEDOM KL46Z

Zestaw FREDDOM KL46Z jest przystosowany do zasilania z różnych źródeł (w tym baterii) o napięciach z zakresu 1,71 do 9 VDC, przy czym jedynie przy zasilaniu napięciem 5 V z interfejsu USB OpenSDA można korzystać z wbudowanego w płytkę programatora-debuggera. Reguły zasilania i sposób dołączenia zewnętrznych źródeł napięcia zasilającego są szczegółowo opisane w dokumentacji zestawu.

Linie GPIO mikrokontrolera MKL46Z256 wyprowadzono na złącza gold-pin, rozmieszczone wzdłuż krawędzi PCB zgodnie ze standardem mechanicznym Arduino R3.

Zestaw jest elastyczny sprzętowo, ponieważ producent zastosował sporą liczbę zworek. Większość z nich nie jest montowana, a ich styki są pozwierane na płytce cienkimi ścieżkami ulokowanymi od spodu płytki. W razie potrzeby można je przeciąć i po wlutowaniu w otwory montażowe fragmentów listewek gold-pinów i założeniu na nie zworek, zestaw można każdorazowo konfigurować w zależności od potrzeb.