Conhecendo a KL05Z

Estamos inciando uma série de artigos que terão como base o desenvolvimento de sistemas embarcados baseados na plataforma Freedom. O objetivo será a construção de um protótipo com os periféricos de entrada e saída mais comuns, bem como a construção de drivers para cada um destes periféricos. Como co-escritor da série temos o Gabriel Marcato. Vamos então iniciar a série apresentando a plataforma a ser utilizada.

A plataforma de desenvolvimento NXP Freedom é composta por um conjunto de ferramentas de software e hardware para avaliação, desenvolvimento e prototipagem. Ela possui diversas placas de desenvolvimento, entre elas a KL05Z.

A KL05Z é uma placa de baixo custo, possuindo o microcontrolador MKL05Z32VFM4 (construído com base no core ARM® Cortex™-M0+). Este microcontrolador faz parte da linha L da Kinetis que são voltados para baixo consumo. A linha Freedom possui outras variantes, duas delas já foram apresentadas por aqui: a KL64f e KE02z.

O microcontrolador utilizado, MKL05Z32VFM4, possui as seguintes características:

• Um processador ARM® Cortex®-M0+, 32-Bit, 48MHz;
• Um módulo de comunicação SPI;
• Um módulo de UART;
• Um módulo I2C;
• Um controlador de DMA com 4 canais, suportando até 63 fontes diferentes de requisição;
• LVD, POR, WDT;
• Seis canais de Timer/PWM (TPM);
• 28 terminais de I/O;
• 32KB de memória Flash (32K x 8);
• 4K x 8 de memória RAM;
• Alimentação em 1.71 V ~ 3.6 V;
• Um conversor A/D de 12bits e 14 canais;
• Um conversor D/A de 12bits.

A placa Freedom contém ainda outros periféricos, além do sistema P&E de gravação e depuração, como:

• Touch slider capacitivo;
• Um acelerômetro MMA8451Q;
• Um LED RGB;
• Footprint compatível com Arduino;
• Interface de debug OpenSDA da P&E Multilink, compatível com diversas IDE’s (utiliza porta USB de alimentação).

A  KL05Z possuí 81mm de comprimento e 53mm de largura, sendo um pouco mais comprida que um ARDUINO UNO (68mm x 52mm). A placa foi projetada com o layout compatível com o do Arduíno Uno R3, “permitindo com que se possa reaproveitar PCBs projetadas para algumas delas”. Deve-se, contudo, tomar cuidado pois os terminais da freedom são compatíveis com 3V3. A utilização de shields em 5 Volts pode avariar a placa.

Para se trabalhar com esta plataforma podem ser utilizadas diversas IDE’s como: CodeWarrior, Kinetis Design Studio e Keil. Todos possuem uma versão gratuita disponível. Devido à interface OpenSDA, é possível fazer a gravação e depuração do programa através da mesma conexão USB de alimentação da placa. Também é possível utilizar o ambiente mbed. O mbed é uma IDE online onde o código é compilado no servidor e você faz o download do binário. Quando conectada ao computador, a Freedom se apresenta como um pen-drive normal. Basta copiar o binário para o “pen-drive” e regravar a placa.

A placa custa cerca de 15 dólares, não muito distante do preço de um Arduino Uno original. Para prototipagem ela funciona como uma boa substituta do Arduino Uno, principalmente quando é necessário uma maior capacidade de processamento. Em geral a programação é feita em C ou C++, sem a camada Wiring de abstração presente no arduino. Deve-se tomar cuidado apenas com a compatibilidade dos shields com relação à diferença dos níveis de tensão.

Rodrigo Almeida

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Professor da Universidade Federal de Itajubá onde leciona sobre programação embarcada, sistemas operacionais e desenvolvimento de produtos eletrônicos. Pesquisa na área de sistemas críticos desenvolvendo técnicas para melhoria de confiabilidade e segurança.