Freescale MK20DX256VLK7R

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale (ныне NXP) MK20DX256VLK7R — это высокопроизводительный 32-битный МК семейства Kinetis K20, широко известный благодаря своей роли в популярных платах разработки, таких как Teensy 3.1/3.2.

Краткое описание

MK20DX256VLK7R — это микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU), предназначенный для требовательных встроенных приложений. Он сочетает высокую производительность (до 72 МГц), богатую периферию и низкое энергопотребление. Его ключевая особенность — наличие встроенного USB 2.0 контроллера (OTG, Host, Device), что делает его идеальным для устройств, взаимодействующих с ПК (MIDI, HID, виртуальные COM-порты и т.д.).

Технические характеристики (основные)

• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU
• Тактовая частота: до 72 МГц
• Флэш-память: 256 КБ
• ОЗУ (SRAM): 64 КБ
• Периферия и интерфейсы:
  • USB 2.0 Full-Speed с встроенным PHY (On-The-Go, Host, Device).
  • АЦП (ADC): 16-битный, до 13 каналов.
  • ЦАП (DAC): 12-битный, 1 канал.
  • Аналоговый компаратор: 3 шт.
  • Таймеры: 2 x 16-битных (PIT), 4 x FlexTimer (PWM, входной захват, выходное сравнение), 1 x RTC, 1 x PDB (Programmable Delay Block).
  • Интерфейсы связи:
    • UART: До 5 модулей (с поддержкой LIN, IrDA).
    • SPI: До 3 модулей.
    • I²C: До 2 модулей (с поддержкой SMBus).
    • I²S: 1 модуль (для аудио).
  • Криптографический ускоритель: AES-128/192/256, генератор случайных чисел (RNG).
  • Контроллер DMA: 16 каналов.
• Напряжение питания: 1.71 В — 3.6 В
• Температурный диапазон: -40°C до +105°C
• Корпус: LQFP-80 (размер 12x12 мм) — это важно, так как у других модификаций корпуса могут отличаться.
• Количество линий GPIO: До 62 (зависит от конфигурации периферии).

Парт-номера и совместимые модели

Этот конкретный чип является частью большого семейства. Вот как он соотносится с другими моделями:

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе (K20):

• MK20DX256VLH7 — Аналог в корпусе LQFP-64. Имеет меньше выводов (и, соответственно, GPIO), но ту же память и периферию.
• MK20DX256VMC7 — Аналог в корпусе MAPBGA-121 (BGA). Больше выводов, больше потенциальных линий GPIO.
• MK20DX256VLL7 — Аналог в корпусе LQFP-100. Максимальное количество выводов и периферийных функций.
• MK20DX128VLK7 — Версия с 128 КБ флэш-памяти и 32 КБ ОЗУ в том же корпусе LQFP-80.
• MK20DX64VLK7 — Версия с 64 КБ флэш-памяти и 16 КБ ОЗУ.

Важно: Буквы в конце парт-номера (например, VLK7R) обозначают:

• V — Диапазон напряжения (1.71-3.6V).
• L — Температурный диапазон (-40°C to +105°C).
• K — Тип корпуса (K = LQFP-80, H = LQFP-64, L = LQFP-100, M = MAPBGA-121).
• 7 — Максимальная частота (7 = 72 МГц).
• R — Ревизия кристалла или вариант упаковки (RoHS и т.д.).

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) микроконтроллеры:

Семейство Kinetis построено по принципу "подобранных пар" (Crossover). MK20DX256VLK7 имеет полную совместимость по выводам (в том же корпусе LQFP-80) с:

• MK22FN256VLH12 — Член семейства Kinetis K22. Более новая версия, работает на частоте 120 МГц, имеет улучшенную периферию (например, более быстрый USB). Прямой и рекомендуемый апгрейд-путь.
• MKL26Z256VLH4 — Член ультра-низковольтного семейства Kinetis L. Ядро Cortex-M0+, частота до 48 МГц, фокус на сверхнизкое энергопотребление. Подходит для замены в менее требовательных к производительности, но более "батарейных" проектах.

3. Известные платы разработки на этом чипе:

• Teensy 3.1 / Teensy 3.2 — Самая известная плата, использующая именно MK20DX256VLK7 (Teensy 3.2) и его аналог в корпусе QFN (Teensy 3.1). Библиотеки и сообщество Teensy огромны.
• Freescale / NXP TWR-K20D72M — Официальная демо-плата (Tower System), но на чипе с 72 КБ флэш-памяти (K20D72).

Ключевые области применения:

• USB-устройства (MIDI-контроллеры, джойстики, программируемые клавиатуры, логические анализаторы).
• Аудиоустройства и синтезаторы.
• Промышленные системы управления.
• Сложные устройства с сенсорным интерфейсом.
• Проекты, требующие хорошей вычислительной мощности и наличия FPU.

Где искать документацию:

1. Datasheet — Детальные электрические характеристики, распиновка, параметры.
2. Reference Manual — Исчерпывающее описание работы всех модулей периферии (главный документ для программиста).
3. Технические описания (Summary, Fact Sheet) — Краткий обзор.

Внимание! После приобретения Freescale компанией NXP чипы переименованы. Актуальную документацию и средства разработки следует искать на сайте NXP Semiconductors.