Freescale KL25Z

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) KL25Z, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Микроконтроллер Freescale KL25Z (семейство Kinetis L) — это 32-битный МК на ядре ARM Cortex-M0+, ориентированный на рынок ультра-низкого энергопотребления и доступности. Он стал "рабочей лошадкой" для студентов, инженеров-разработчиков и любителей благодаря отличному балансу производительности, периферии и стоимости. Его популяризации во многом способствовала официальная отладочная плата FRDM-KL25Z (Freedom Board), которая долгое время была одной из самых доступных платформ для изучения ARM.

Ключевая философия: Энергоэффективность, простота в освоении (за счет хорошей поддержки в средах разработки, таких как Kinetis Design Studio, MCUXpresso, mbed) и достаточная вычислительная мощность для широкого класса встраиваемых задач.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M0+ (версия r0p1) | | Тактовая частота | До 48 МГц | | Производительность | ~0.9 DMIPS/MHz (CoreMark ~45 @ 48 МГц) | | Флэш-память | От 32 КБ до 128 КБ (с защитой от чтения) | | ОЗУ (SRAM) | От 4 КБ до 16 КБ | | Энергопотребление | Очень низкое. Режимы: Run, Wait, Stop, VLPR (Very Low Power Run), VLPW, VLPS, LLS, VLLS3/2/1. Ток в режиме VLPR ~50 мкА/МГц. | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В (работа от одной батарейки) | | Периферия (ключевые модули) | • USB 2.0 Full-Speed (Device/OTG/Host) с встроенным PHY — одна из главных "фич".
• АЦП (ADC) — 16-битный, до 16 каналов, скорость до 1 Мвыб/с.
• ЦАП (DAC) — 12-битный, 1 канал.
• Компаратор (CMP) — 6-битный ЦАП на борту.
• Таймеры: PIT, TPM (FlexTimer/PWM), RTC, LPTMR.
• Интерфейсы связи: UART (до 3), SPI (до 2), I²C (до 2), I²S.
• Тактирование: Внутренние генераторы, поддержка внешнего кварца.
• Система защиты: Watchdog, Power-On Reset, Low-Voltage Detect. | | Количество выводов | От 32 до 80 выводов (в корпусах QFN, LQFP, MAPBGA) | | Рабочая температура | От -40°C до +85°C (промышленный диапазон) | | Техпроцесс | 90 нм с технологией ультра-низкого энергопотребления |

Парт-номера (Part Numbers)

Номенклатура NXP построена по схеме: MKL25ZXXXVLHY

• MKL25Z — семейство.
• XXX — основной код, обозначающий объем памяти и набор периферии.
• VLH — обозначение корпуса (например, VLH = 64 LQFP).
• Y — код температурного диапазона и варианта поставки (чаще всего 5 = от -40°C до +85°C, лоток).

Наиболее популярные модели:

| Парт-номер | Flash | RAM | Корпус (выводы) | Ключевые особенности | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | MKL25Z128VLK4 | 128 КБ | 16 КБ | 80 LQFP | Максимальная комплектация для семейства. | | MKL25Z128VLH4 | 128 КБ | 16 КБ | 64 LQFP | Самый популярный вариант (используется на FRDM-KL25Z). | | MKL25Z64VLK4 | 64 КБ | 8 КБ | 80 LQFP | | | | MKL25Z64VLH4 | 64 КБ | 8 КБ | 64 LQFP | | | | MKL25Z32VLK4 | 32 КБ | 4 КБ | 80 LQFP | | | | MKL25Z32VLH4 | 32 КБ | 4 КБ | 64 LQFP | | | | MKL25Z128VFM4 | 128 КБ | 16 КБ | 32 QFN | Компактный корпус. | | MKL25Z32VFM4 | 32 КБ | 4 КБ | 32 QFN | Минимум места. |

Совместимые и аналогичные модели (NXP Kinetis)

KL25Z является частью большого семейства Kinetis L Series (Cortex-M0+). Совместимость в первую очередь пиновая (pin-to-pin) и программная (на уровне регистров и SDK) в пределах одной линейки.

1. Прямые аналоги и варианты для апгрейда/даунгрейда:

• KL24Z — Почти полный аналог KL25Z, но без USB. Идеальная замена, если USB не нужен.
• KL26Z — Аналог KL25Z, но с поддержкой USB Crystal-less (работа без внешнего кварца для USB), что экономит компоненты и место на плате.
• KL27Z — Имеет более продвинутый USB с функцией заряда (Charger Detect).
• KL05Z / KL03Z — Младшие модели (до 32 КБ Flash, 4 КБ RAM, меньше выводов). Подходят для более простых и компактных устройств.
• KL15Z / KL16Z — Сходны с KL25Z, но имеют встроенный драйвер для ЖК-дисплея (Segment LCD).

2. Совместимые по выводам (Pin-Compatible) семейства:

Одно из ключевых преимуществ Kinetis — перекрестная совместимость. Микросхемы в одинаковых корпусах часто имеют одинаковую распиновку, что позволяет масштабировать проект без переразводки платы.

• Kinetis E Series (Cortex-M0+) — Повышенная надежность (до 5кВ ESD), для промышленности. Например, MKE04Z может быть пин-совместимой заменой.
• Kinetis K Series (Cortex-M4) — Для более высокопроизводительных задач. Переход, например, с KL25Z (M0+) на MK22FX512 (M4 @ 120 МГц) возможен без смены платы (при совпадении корпуса).

3. Современные преемники (на базе более новых платформ):

NXP постепенно переводит клиентов с классических Kinetis на более современную экосистему MCX и расширяет линейку LPC.

• MCX N Series (MCXN) — Новейшее семейство на Cortex-M33, с улучшенной периферией и энергоэффективностью. Для новых проектов рекомендуется рассматривать его.
• LPC55Sxx / LPC84x (семейство LPC) — Также на Cortex-M33/M0+, с акцентом на безопасность и энергопотребление. Являются идейными преемниками в сегменте общего назначения.

Важно: Для всех современных аналогов NXP предоставляет единую среду разработки MCUXpresso IDE и конфигуратор MCUXpresso Config Tools, что упрощает миграцию с KL25Z.

Вывод

Freescale KL25Z — это классический, проверенный временем микроконтроллер, который задал высокую планку в сегменте доступных 32-битных МК с низким энергопотреблением. Его наследие живет в тысячах проектов и современных продуктах NXP. Для новых разработок стоит обратить внимание на более новые семейства (MCX, LPC55), но для поддержки старых проектов или обучения основам ARM KL25Z по-прежнему остается отличным выбором, особенно благодаря огромному количеству учебных материалов и примеров кода, созданных за последнее десятилетие.