蓝宙电子MK60 V4.0最小系统板使用说明书-【更新至2014.11.18】

MK60 系统板使用说明书
器、I/O 引脚驱动、A/D 转换电路等电路供电，内部电压调节器为内核和振荡器等供电。为了电源
稳定，MCU 内部包含多组电源电路，同时给出多处电源引出脚，便于外接滤波电容。为了电源平衡， MCU 提供了内部相连的地的多处引出脚，供电路设计使用。表 1-1 非 I/O 口引脚功能
144 脚 LQFP 封装的 K60 的引脚分布图如图 1 所示，很多引脚都是功能复用引脚， 至于引脚选择哪个功能取决于相关寄存器的配置。
图 1 K60 144 LQFP 引脚分布图 由功能框图可知，K60 含有的功能模块包括：串行通信 UART、GPIO、定时器、A/D、
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复位
RESET
74
复位。作为输出引脚，上电复位期间有低脉冲输出，
表示芯片已经复位完成。
晶振
EXTAL
72
晶振或时钟输入引脚(PTA18)
RTC
EXTAL32
41
模块
XTAL32
40
RTC 晶振或时钟输入引脚 RTC 振荡器输出引脚
JTAG
JTAG_TMS
53
测试模式选择（该引脚有内部上拉电阻）
写入
JTAG_TCLK
芯片有两种电源 VDD 和 VDDA，其中 VDD 是 MCU 电源，VDDA 是模拟电源。在 每组 VDD 和 VSS 之间加入滤波电容，如下图 2 所示。
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S 图 2 电源滤波设计 将 VDD 经过电感或磁珠之后再给 VDDA 供电，这样可以起到抗干扰作用，如图 3 所示。通过 MK60 的 datasheet(数据手册)我们可以统计出 MK60 的电源引脚总共有 9 个 数字电源引脚即 VDD，1 个模拟电源引脚 VDDA，另外 VREFH 也与 VDDA 使用同一路电 源，而所有的 VSS 和 VSSA 引脚都属于 GND 都接地。具体请参看完整原理图。
分类
引脚名
LQFP
典型值
功能描述
电 源 外部 类 输入
VDD
VSS 百度文库BAT VDDA VSSA
5、16、43、56、
3.3V 70、94、108
6、17、18、44、57、71、
0V 93、107、121、134
42
3.3V
31
3.3V
34
0V
内核 CPU 电源
RTC 模块电源（可电池供电） 为 A/D 转换电路供电
图 4 K60 系统板引脚分布图
七、K60最小系统设计
7.1 电源电路 MK60 的工作电压为 3.3V，这个电源实际上是从 7.2V 转 3.3V 电源电路通过接插
件传送过来的，这个 7.2V 转 3.3V 电源电路其实就是我们所要讲的电源电路，这一部分 的具体设计请参考《开关电源和线性电源电路设计》一章。因此，这里所讲的电源电路 主要就是指把上面的 3.3V 电源供给单片机的电源引脚。
50
器引
JTAG_TDI
51
脚
JTAG_TDO
52
JTAG 时钟 JTAG 数据输入 JTAG 数据输出
EZP_CS_b
54
EzPort 模式选择
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复位引脚 RESET 是一个专用引脚，内部含有上拉电阻。空闲状态为高电平，低电 平迫使芯片复位。在写入器电路中，该引脚被连接到标准的 10 芯 JTAG 接口，以便写 入器可以使 MCU 复位。
D/A、CMP、TSI、SPI、I2C、I2S、CAN、USB、SDHC 以及存储模块。不同单片机的相同功 能模块用法是基本一样的，因此，这里的 UART、GPIO、定时器、A/D、SPI、CAN 与 XS128 的功能模块用法是一样的，CMP 与 XS128 的 PWM 模块功能类似，都可以输出 PWM 波 形。关于其他模块的功能这里不再进行介绍，请大家参考 K60 的 datasheet 或者 reference manual。
图 7 K60 的 JTAG 接口电路 现在各公司的 JTAG 接口电路一般都是开源的，不然无法设计，如果实在不清楚的 话可以在网上查找，或者最直接的就是跟原厂索要，一般都会给。 以上就是整个 MK60 最小系统的设计。大家只要记住任何单片机的最小系统都是由 电源电路、时钟电路、复位电路和 JTAG 接口电路组成即可。这样大家在设计任何一种 单片机的最小系统的时候心里就有依据了，只不过有的单片机内部带有时钟，在系统要 求不高的情况下我们就用单片机的内部时钟也可以，就不需要设计外部时钟电路了。现 在的单片机一般都是上电自动复位的，所以很多时候我们这个复位电路也可以省去，这 里指的更多是 8 位单片机的情况。在设计 K60 的最小系统时，建议大家参考飞思卡尔提 供的 TWR-K60N512-SCH 文档，PDF 格式，可以从官网下载。
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(1) 模拟地和数字地分开，可用电感或磁珠隔离。 (2) 选用封装较小的贴片电容，一般选用 0603，减小寄生电容； (3) 滤波电容尽量靠近芯片引脚，PCB 布线时一定要先经过电容再进入电源引脚，
这样电容才能起到作用；
7.2 时钟电路 MK60 的时钟电路包括两部分，一个是芯片的主晶振，用于产生芯片和外设所需
二、模块特点：
1. 模块将单片机的引脚基本上全部引出，便于进行二次开发； 2. 模块电源设计了过流和过压保护，进一步增加系统抗电压和电流冲击能力； 3. 特别提醒大家的是，该模块不和5V接口兼容，所以使用时一定要小心，别直接使
用5V电源供电，否则可能烧坏模块。
三、模块使用注意事项
◆板子为镀金板，使用过程中要轻拿轻放同时不要用手触摸金面，因为手上汗液 容易引起金面氧化，产品使用久了，易导致接触不良等故障；
要的工作时钟；另外一个是实时时钟 RTC 的时钟电路，实时时钟（RTC-Real Time Clock） 提供一套计数器在系统上电和关闭操作时对时间进行测量，RTC 消耗的功率非常低。蓝 宙电子的 K60 系统板的主晶振使用的是 50MHz 的有源晶振，如图 4 所示。
图 4 50MHz 有源晶振时钟电路 K60 的 RTC 时钟由独立的 32.768KHz 振荡器来提供，如图 5 所示。另外 RTC 还具 有专用的电源引脚 VBAT，可连接到电池或者其他器件使用的相同的 3.3V 电压上。要使 RTC 中断能够唤醒掉电的 CPU，必须选择外部时钟源。
◆产品放置时，因为焊接元器件个别高度凸出，因此不要有其它重物压在上面， 以防压坏电路板上的贴片元件，进而影响板子性能；
◆电路板存放温度不要超过55°，湿度小于60%； ◆板子放置不要靠近潮湿地方，以防板子受潮影响使用，如果板子受潮，请将板 子至于通风干燥地方进行干燥处理，如空调下，利用空调热风进行干燥； ◆由于板子的引脚是裸露设计，请不要用手触摸相关引脚，以防静电损坏芯片引 脚，影响板子性能。 ◆电路板使用前，必须检查所接电源是否在说明书规定的范围内，以防电压太高 击穿关键芯片，影响板子性能； ◆电路板使用时，注意不要将电源接反。
表 1 PTA 口的 26 个引脚功能详述
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六、K60 最小系统板引脚说明
单片机的大部分 I/O 端口都通过双排插针引脚引出，其信号定义板子上丝印有 详细说明,参考下图。
左图 版本 V3.1 供电 3V3
右图 版本 V4.0 供电 5V
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图3 网络标号 VCC 即为从主板上引入的 3.3V 电源，这里经过电感 L1 进行滤波输出 3V3 （即 3.3V），再给单片机供电。电源引脚一般都会增加一个 100nF 的电容，用以滤波， 使电源引脚的电压更稳定。 3V3 属于数字电源，VDDA 属于模拟电源，为了降低噪声和出错几率，模拟电源 盒数字电源应该隔离，电感 L3 和 L4 就是用于电源隔离的元件，主要作用就是将数字电 源的高频噪声隔离。其实，这里不加电感，即去掉 L3 和 L4，使数字电源引脚和模拟电 源引脚公用一路电源也是可以的。 设计滤波电容时应注意：
五、MK60 I/O端口资源类引脚：
除去需要服务的引脚外，其它引脚可以为实际系统提供 I/O 服务。芯片提供服务的 引脚也可称为 I/O 端口资源类引脚。MK60N512VMD100（144 引脚 BGA 和 LQFP 封装） 100 个 I/O 引脚名、引脚号及功能描述。许多引脚具有复用功能。这些引脚在复位后， 立即被配置为高阻状态，且为通用输入引脚，没有内部上拉电阻。需要注意的是，为了 避免来自浮空输入引脚额外的漏电流，应用程序中的复位初始化例程需尽快使能上拉或 下拉，也可改变不常用引脚的方向为输出，以使该引脚不再浮空。
ADC、DAC 和 USB 引脚，以下引脚是 MK60N512VMD100 单独列出来的。
除去需要服务的引脚外，其它引脚可以为实际系统提供 I/O 服务。芯片提供服务 的引脚也可称为 I/O 端口资源类引脚。MK60N512VMD100（144 引脚 LQFP 封装）的
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有多达 100 个 I/O 引脚。其中 A 口 26 个，B 口 20 个，C 口 20 个，D 口 16 个， E 口 18 个，每个引脚均具有多个功能，详细情况请参见表 2-表 5。
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蓝宙电子 MK60 系统板模块
使用说明书
蓝宙电子研发部 V4.0
2014 年 11 月 18 日
MK60 系统板使用说明书
一 、产品简介：
K60 系列微控制器具有 IEEE 1558 以太网，全速和高速 USB 2.0 On-The-Go 带设备 充电探测、硬件加密以及防篡改探测能力，具有丰富的模拟、通信、定时和控制外设， 从 100LQFP 封装 256KB 闪存开始可扩展到 256MAPBGA 1MB 内存。大内存的 K60 系列微 控制器还提供可选的单精度浮点单元、NAND 闪存控制器和 DRAM 控制器。
联系方式
MK60 系统板使用说明书
芜湖蓝宙电子科技有限公司
地址：芜湖经济技术开发区银湖北路科创中心C#211室 联系电话：0553-5841830 官网：www.landzo.cn 淘宝店铺：http://landzo.taobao.com 蓝宙电子新浪微博账号：http://weibo.com/landzo
四、K60的非I/O功能介绍
像电源类的引脚以及用于复位及 JTAG 的引脚我们可以称为非 I/O 引脚，即这些引脚是不能当 作一般 I/O 口使用的，非 I/O 引脚的总结及功能如表 3-1 所示。
K60N512VM100 芯片电源类引脚，BGA 封装 22 个，LQFP 封装 27 个，其中 BGA 封装的 芯片有五个引脚未使用（A10、B10、C10、M5 和 L5）。芯片使用多组电源引脚分别为内部电压调节
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复位按键 S1，RESET 引脚接地，处于低电平，致使芯片复位。
图 6 复位电路 7.4 JTAG 接口电路
K60 系列芯片使用的是 ARM Cortex-M4 内核，该内核内部集成了联合测试行为组 织 JTAG 接口，通过 JTAG 接口可以实现程序下载和调试功能。K60 的 JTAG 接口电路如图 7 所示。JTAG 的对外引脚 2、4、6、8 分别为 TMS，TCK，TDO，TDI，这些引脚分别连接 K60 的 PTA0~PTA3 四个引脚，JTAG 的 10 脚连接 K60 的复位引脚。
图 5 RTC 时钟电路 RTC 时钟可以不要，这里留着是为了方便需要的同学使用。 7.3 复位电路 K60 的复位电路如图 6 所示，其中网络标号 RESET 连接芯片的 RESET 复位引脚。 复位电路工作原理：默认情况下，复位引脚 RESET 通过一个 4.7k 的电阻上拉到 3.3V，处 于高电平状态，芯片不会复位，因为该引脚只有在为低电平的时候才开始复位。当按下
VREFH VREFL
32
3.3V
A/D 转换参考电压
33
0V
VREGIN
22
5V USB 模块参考电压
输出 VREF_OUT
37
1.2V 输出参考电压(为 ADC、CMP 和 DAC 提供)
电压 VOUT33
21
3.3V USB 模块电源稳压器输出的电压
复位引脚，双向引脚。作输入引脚，拉低可使芯片