Freescale MK22DN512VLK5

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) MK22DN512VLK5 — это высокопроизводительный микроконтроллер семейства Kinetis K2x, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений с требованиями к высокой интеграции, энергоэффективности и надежности.

Общее описание

MK22DN512VLK5 построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для задач, требующих цифровой обработки сигналов (ЦОС), сложных алгоритмов управления и математических вычислений. Он относится к серии микроконтроллеров, сочетающих высокую производительность с богатым набором периферии и низким энергопотреблением.

Ключевая сфера применения:

• Промышленные системы управления (ПЛК, приводы, HMI)
• Медицинские портативные устройства
• Автомобильная электроника (вспомогательные системы, блоки управления)
• Устройства интернета вещей (IoT) и умный дом
• Сложные потребительские устройства
• Аудио- и голосовая обработка

Детальные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU
• Тактовая частота: до 100 МГц
• Производительность: ~1.25 DMIPS/МГц

2. Память:

• Флэш-память: 512 КБ
• ОЗУ (SRAM): 128 КБ
• EEPROM (эмуляция): До 4 КБ с помощью FlexMemory (EEPROM/флэш)

3. Периферия и интерфейсы (основное):

• Аналоговые интерфейсы:
  • 16-битный АЦП: до 2 модулей, 13-канальный (до 16 каналов в SC режиме), скорость до 1.2 Мвыб/с.
  • 12-битный ЦАП: 1 модуль.
  • Компараторы: 3 аналоговых компаратора (CMP).
  • Операционные усилители (OPAMP): 3 встроенных.
• Таймеры и ШИМ:
  • FlexTimer (FTM): 4 модуля (2 x 8-канальных, 2 x 2-канальных) с поддержкой широтно-импульсной модуляции (ШИМ), захвата/сравнения.
  • Программируемый задержки блок (PDB): Для точного запуска АЦП и ЦАП.
  • RTC (Часы реального времени): С автономным питанием от резервной батареи.
  • PIT (Periodic Interrupt Timer): 4 таймера.
  • LPTMR (Low-Power Timer): 1 таймер для работы в режимах пониженного энергопотребления.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • UART (LPUART): До 6 модулей (с поддержкой низкого потребления).
  • SPI: До 3 модулей.
  • I²C: До 3 модулей (на 400 кбит/с).
  • I²S: 1 модуль для аудио.
  • USB 2.0 Full-Speed (Device/Host/OTG): 1 контроллер со встроенным физическим уровнем (PHY).
  • CAN: 2 модуля (CAN 2.0 A/B).
• Системные функции:
  • DMA: 16-канальный контроллер прямого доступа к памяти.
  • Крипто-ускоритель: Поддержка AES, DES, SHA, MD5.
  • Генератор случайных чисел (TRNG).
  • Контроллер внешней шины (FlexBus): Для подключения дисплеев, памяти и другой периферии.
  • Датчик температуры.
  • Контроль напряжения.

4. Электропитание и энергопотребление:

• Напряжение питания: 1.71 В — 3.6 В
• Режимы низкого энергопотребления: Run, Wait, Stop, VLPS, LLS, VLLS.
• Типовой ток в режиме VLPS (очень низкое потребление при останове): ~3-5 мкА.

5. Корпус и выводы:

• Корпус: LQFP100 (100 выводов, размер 14x14 мм).
• Количество GPIO: До 78 (зависит от конфигурации периферии).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Семейство Kinetis K2x построено по модульному принципу (Kinetics MCU Kinetis K2x Reference Manual), что позволяет легко подобрать аналог с большим или меньшим объемом памяти/периферии.

1. Прямые аналоги в той же линейке (K22, 100 МГц, корпус LQFP100):

• MK22DN256VLK5 – То же самое, но 256 КБ флэш и 64 КБ ОЗУ.
• MK22DN128VLK5 – То же самое, но 128 КБ флэш и 32 КБ ОЗУ.
• MK22FN512VLK12 – Более новая версия (серия FN), 120 МГц, улучшенная периферия (например, более быстрый АЦП). Прямой и функциональный аналог с более высокой производительностью.
• MK22FN1M0VLK12 – Аналог с 1 МБ флэш и 256 КБ ОЗУ, 120 МГц.

2. Совместимые модели в других корпусах (тот же чип, другой форм-фактор):

• MK22DN512VMP5 – Корпус MAPBGA121 (121 вывод, 8x8 мм).
• MK22DN512VLL5 – Корпус LQFP64 (64 вывода, 10x10 мм). Урезанная периферия и количество GPIO.
• MK22DN512VLF5 – Корпус LQFP48 (48 выводов, 7x7 мм). Еще более урезанная периферия.

3. Функционально близкие модели из других подсемейств NXP:

• Серия Kinetis K24 (с USB HS): MK24FN1M0VLK12 (120 МГц, USB HS, крипто).
• Серия Kinetis K20 (базовая): MK20DN512VLK5 (50 МГц, без FPU, более старая).
• Серия LPC5500 от NXP (более современная): LPC55S6x (на ядре Cortex-M33, с TrustZone, до 150 МГц). Не является pin-to-pin совместимым, но рассматривается как современная альтернатива для новых проектов.
• Серия i.MX RT (кроссоверы): i.MX RT10xx (более высокая производительность, Cortex-M7, работает на частотах 500+ МГц). Для проектов, где MK22 уже не хватает мощности.

Важные замечания:

1. Префикс "DN" vs "FN": Серия FN является обновленной версией серии DN с рядом улучшений (частота, периферия). Для новых проектов рекомендуется рассматривать FN.
2. Проверка даташитов: При замене одной модели на другую (особенно в другом корпусе) обязательно необходимо сверяться с официальными документами (Data Sheet и Reference Manual) на сайте NXP.com для проверки наличия конкретного модуля периферии и распределения выводов (Pinout).
3. Электрическая совместимость: Модели в одинаковом корпусе (например, LQFP100) часто являются полной или частичной pin-to-pin заменой, но конфигурация периферии на выводах может отличаться. Всегда проверяйте таблицу назначения выводов.

Рекомендуемые источники информации:

• Официальная страница продукта на NXP.com: поиск по "MK22DN512VLK5".
• Data Sheet (DS): Детальные электрические и временные параметры.
• Reference Manual (RM): Исчерпывающее описание периферии и регистров.
• Среда разработки: MCUXpresso IDE и SDK от NXP предоставляют полную поддержку для этого микроконтроллера, включая драйверы, примеры кода и утилиты конфигурации.