Funpack5-1 - 用NXP FRDM-MCXA346 开发板实现串口打印实验

内容介绍

这里是Funpack5-1,本期使用的是NXP的FRDM-MCXA346 开发板，MCXA346 是一款由恩智浦半导体推出的紧凑型、可扩展的开发板，旨在帮助工程师和开发者基于 MCX A346 微控制器 (MCU) 进行快速原型设计和评估。其核心目标应用领域涵盖工业及消费物联网，特别适用于电机控制（如无刷直流电机BLDC）和工业通信等场景

核心特性概览

主控MCU：恩智浦 MCX A346，搭载 Arm Cortex-M33 内核，最高主频可达 180 MHz。
存储：板载高达 1MB 的闪存和 256KB 的 RAM（带8KB ECC）。
特色外设：集成了乘法累加单元 (MAU) 和 SmartDMA，为数据处理和外围设备控制提供了灵活性。
板载调试器：配备基于 LPC55S16 芯片的 MCU-Link 调试器 (Lite版本)，支持CMSIS-DAP，只需一根USB-C线缆即可进行调试和烧录。
扩展接口：兼容多种行业标准接口，包括 Arduino UNO R3、Mikroe click boards、Pmod 以及专用的 FRDM 电机控制接口，方便连接各种功能扩展板。
板载资源：板载 RGB LED、复位按钮、ISP按钮和唤醒按钮，方便用户交互与程序控制。
开发软件：支持 MCUXpresso IDE、IAR Embedded Workbench、Keil MDK 等主流开发工具，并可利用MCUXpresso SDK快速上手。

【项目介绍】

本次完成任务是利用官方的IDE开发软件，使用官方的”hello world“串口打印例程，在此基础上，将打印内容替换为本次活动要求的“Hello, DigiKey Funpack 5-1”打印，在此过程中体验NXP的官方的IDE开发软件以及FRDM-MCXA346 开发板的开发过程。

【方案框图和项目设计思路介绍】

图1 软件实现思路流程图

如图1所示，首先对系统时钟进行初始化，然后对UART2引脚进行初始化并使能串口，以上步骤完成后在main主函数中调用打印函数，然后实现代码设计。

以下介绍开发板串口打印功能的代码设计详细过程：

1. 时钟和复位控制

初始化MCU上的LPUART2外设引脚，用于调试通信

CLOCK_EnableClock(kCLOCK_GatePORT2);            // 使能PORT2模块的时钟
RESET_ReleasePeripheralReset(kLPUART2_RST_SHIFT_RSTn);  // 释放LPUART2模块复位
RESET_ReleasePeripheralReset(kPORT2_RST_SHIFT_RSTn);    // 释放PORT2模块复位

2. 引脚配置结构体

配置了两个引脚：

PORT2_2 (pin 35): LPUART2_TXD（发送引脚）
PORT2_3 (pin 36): LPUART2_RXD（接收引脚）
复用功能：通过mux = kPORT_MuxAlt3将GPIO配置为LPUART2功能

void BOARD_InitDEBUG_UARTPins(void)
{
    /* PORT2: Peripheral clock is enabled */
    CLOCK_EnableClock(kCLOCK_GatePORT2);
    /* LPUART2 peripheral is released from reset */
    RESET_ReleasePeripheralReset(kLPUART2_RST_SHIFT_RSTn);
    /* PORT2 peripheral is released from reset */
    RESET_ReleasePeripheralReset(kPORT2_RST_SHIFT_RSTn);

    const port_pin_config_t port2_2_pin35_config = {/* Internal pull-up resistor is enabled */
                                                    .pullSelect = kPORT_PullUp,
                                                    /* Low internal pull resistor value is selected. */
                                                    .pullValueSelect = kPORT_LowPullResistor,
                                                    /* Fast slew rate is configured */
                                                    .slewRate = kPORT_FastSlewRate,
                                                    /* Passive input filter is disabled */
                                                    .passiveFilterEnable = kPORT_PassiveFilterDisable,
                                                    /* Open drain output is disabled */
                                                    .openDrainEnable = kPORT_OpenDrainDisable,
                                                    /* Low drive strength is configured */
                                                    .driveStrength = kPORT_LowDriveStrength,
                                                    /* Normal drive strength is configured */
                                                    .driveStrength1 = kPORT_NormalDriveStrength,
                                                    /* Pin is configured as LPUART2_TXD */
                                                    .mux = kPORT_MuxAlt3,
                                                    /* Digital input enabled */
                                                    .inputBuffer = kPORT_InputBufferEnable,
                                                    /* Digital input is not inverted */
                                                    .invertInput = kPORT_InputNormal,
                                                    /* Pin Control Register fields [15:0] are not locked */
                                                    .lockRegister = kPORT_UnlockRegister};
    /* PORT2_2 (pin 35) is configured as LPUART2_TXD */
    PORT_SetPinConfig(PORT2, 2U, &port2_2_pin35_config);

    const port_pin_config_t port2_3_pin36_config = {/* Internal pull-up resistor is enabled */
                                                    .pullSelect = kPORT_PullUp,
                                                    /* Low internal pull resistor value is selected. */
                                                    .pullValueSelect = kPORT_LowPullResistor,
                                                    /* Fast slew rate is configured */
                                                    .slewRate = kPORT_FastSlewRate,
                                                    /* Passive input filter is disabled */
                                                    .passiveFilterEnable = kPORT_PassiveFilterDisable,
                                                    /* Open drain output is disabled */
                                                    .openDrainEnable = kPORT_OpenDrainDisable,
                                                    /* Low drive strength is configured */
                                                    .driveStrength = kPORT_LowDriveStrength,
                                                    /* Normal drive strength is configured */
                                                    .driveStrength1 = kPORT_NormalDriveStrength,
                                                    /* Pin is configured as LPUART2_RXD */
                                                    .mux = kPORT_MuxAlt3,
                                                    /* Digital input enabled */
                                                    .inputBuffer = kPORT_InputBufferEnable,
                                                    /* Digital input is not inverted */
                                                    .invertInput = kPORT_InputNormal,
                                                    /* Pin Control Register fields [15:0] are not locked */
                                                    .lockRegister = kPORT_UnlockRegister};
    /* PORT2_3 (pin 36) is configured as LPUART2_RXD */
    PORT_SetPinConfig(PORT2, 3U, &port2_3_pin36_config);
}

3. 系统时钟配置，采用IDE的例程，将时钟初始化为180MHz（最高支持180MHz）

/*******************************************************************************
 * Code for BOARD_BootClockFROHF180M configuration
 ******************************************************************************/
void BOARD_BootClockFROHF180M(void)
{
    uint32_t coreFreq;
    spc_active_mode_core_ldo_option_t ldoOption;
    spc_sram_voltage_config_t sramOption;

    /* Get the CPU Core frequency */
    coreFreq = CLOCK_GetCoreSysClkFreq();

    /* The flow of increasing voltage and frequency */
    if (coreFreq <= BOARD_BOOTCLOCKFROHF180M_CORE_CLOCK) {
        /* Set the LDO_CORE VDD regulator level */
        ldoOption.CoreLDOVoltage = kSPC_CoreLDO_OverDriveVoltage;
        ldoOption.CoreLDODriveStrength = kSPC_CoreLDO_NormalDriveStrength;
        (void)SPC_SetActiveModeCoreLDORegulatorConfig(SPC0, &ldoOption);
        /* Configure Flash to support different voltage level and frequency */
        FMU0->FCTRL = (FMU0->FCTRL & ~((uint32_t)FMU_FCTRL_RWSC_MASK)) | (FMU_FCTRL_RWSC(0x4U));
        /* Specifies the operating voltage for the SRAM's read/write timing margin */
        sramOption.operateVoltage = kSPC_sramOperateAt1P2V;
        sramOption.requestVoltageUpdate =  true;
        (void)SPC_SetSRAMOperateVoltage(SPC0, &sramOption);
    }


    /*!< Set up system dividers */
    CLOCK_SetClockDiv(kCLOCK_DivAHBCLK, 1U);               /* !< Set SYSCON.AHBCLKDIV divider to value 1 */
    CLOCK_SetClockDiv(kCLOCK_DivFRO_HF, 1U);               /* !< Set SYSCON.FROHFDIV divider to value 1 */
    CLOCK_SetupFROHFClocking(180000000U);              /*!< Enable FRO HF(180MHz) output */
    CLOCK_SetupFRO12MClocking();                /*!< Setup FRO12M clock */

    CLOCK_AttachClk(kFRO_HF_to_MAIN_CLK);       /* !< Switch MAIN_CLK to kFRO_HF */

    /* The flow of decreasing voltage and frequency */
    if (coreFreq > BOARD_BOOTCLOCKFROHF180M_CORE_CLOCK) {
        /* Configure Flash to support different voltage level and frequency */
        FMU0->FCTRL = (FMU0->FCTRL & ~((uint32_t)FMU_FCTRL_RWSC_MASK)) | (FMU_FCTRL_RWSC(0x4U));
        /* Specifies the operating voltage for the SRAM's read/write timing margin */
        sramOption.operateVoltage = kSPC_sramOperateAt1P2V;
        sramOption.requestVoltageUpdate =  true;
        (void)SPC_SetSRAMOperateVoltage(SPC0, &sramOption);
        /* Set the LDO_CORE VDD regulator level */
        ldoOption.CoreLDOVoltage = kSPC_CoreLDO_OverDriveVoltage;
        ldoOption.CoreLDODriveStrength = kSPC_CoreLDO_NormalDriveStrength;
        (void)SPC_SetActiveModeCoreLDORegulatorConfig(SPC0, &ldoOption);
    }

    /*!< Set up clock selectors - Attach clocks to the peripheries */
    CLOCK_AttachClk(kCPU_CLK_to_TRACE);                    /* !< Switch TRACE to CPU_CLK */

    /*!< Set up dividers */
    CLOCK_SetClockDiv(kCLOCK_DivFRO_LF, 1U);               /* !< Set SYSCON.FROLFDIV divider to value 1 */
    CLOCK_SetClockDiv(kCLOCK_DivWWDT0, 1U);                /* !< Set MRCC.WWDT0_CLKDIV divider to value 1 */
    CLOCK_SetClockDiv(kCLOCK_DivTRACE, 2U);                /* !< Set MRCC.TRACE_CLKDIV divider to value 2 */

    /* Set SystemCoreClock variable */
    SystemCoreClock = BOARD_BOOTCLOCKFROHF180M_CORE_CLOCK;
}

4. main主函数

在main主函数中，使用PRINTF函数可以输出Hello, DigiKey Funpack 5-1

int main(void)
{
    char ch;
    /* Init board hardware. */
    BOARD_InitHardware();
    PRINTF("Hello, DigiKey Funpack 5-1\r\n");
    while (1)
    {
    	PRINTF("Hello, DigiKey Funpack 5-1\r\n");
    }
}

编写完成主函数后，即可对代码工程进行编译，下载，在电脑端使用串口助手即可看到开发板的输出打印。

【功能展示图及说明】

图2 板卡上电打印示意图

如图2所示，板卡烧录代码后，使用串口工具查看打印，可以看到板卡打印的内容

【心得体会】

本次的活动的任务难度上有了不同难度的划分，真正做到了“白菜”和“大佬”共同参与，就这一点对举办方表示赞扬。

本次活动软件开发环境是使用的MCUXpresso IDE ，这是NXP的适配开发软件，在新建代码工程的过程中，发现这个IDE支持很多种型号类型的芯片和开发板，这点让人感到惊讶（之前为什么没有早点发现）整个IDE软件使用起来也很顺畅，留下了不错的印象，如果以后工作中遇到了NXP相关的芯片开发，相信第一时间会考虑这个IDE

说到NXP FRDM-MCXA346这款开发板，板卡主控是A346，主频最高到180MHz，虽然不是很高，但是作为一款单片机来说绝对够用了，具有丰富的外设例如，IIC，SPI，QSPI，UART，还有专用的FRDM电机控制接口（我想这才是这款芯片的强项）特别是板载的MCU-Link，在开发调试阶段非常方便，整个开发板是黑色沉金，颜值也是非常高，爱不释手。

总体来说，个人非常喜欢这期活动的开发板，友善的开发环境，高颜值的开发板，和不同难度的任务。。。。期待下一期的参与，祝好！ --20260316 BY beijing