Freescale MK22FN1M0VLH12

Отличный выбор микроконтроллера! MK22FN1M0VLH12 — это один из флагманских 32-битных МК семейства Kinetis K2x от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он сочетает высокую производительность с богатой периферией и низким энергопотреблением.

Общее описание

Микроконтроллер MK22FN1M0VLH12 построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для приложений, требующих цифровой обработки сигналов (DSP) и сложных алгоритмов управления. Он относится к серии, оптимизированной для высокой степени интеграции и надежности, и часто используется в промышленной автоматизации, медицинских приборах, потребительской электронике и устройствах с сенсорным интерфейсом.

Ключевая особенность: Наличие аналогового кроссбар-коммутатора (Crossbar Switch), который позволяет гибко маршрутизировать аналоговые сигналы между АЦП, ЦАП, компараторами и внешними выводами, значительно упрощая схемотехнику сложных аналоговых систем.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU
• Тактовая частота: до 120 МГц
• Производительность: до 150 Dhrystone MIPS

2. Память:

• Флэш-память: 1 МБ (основная отличительная черта в названии)
• ОЗУ (SRAM): 128 КБ
• EEPROM (эмулируемая): До 2 КБ (за счет флэш-памяти)

3. Периферия и интерфейсы (богатый набор):

• Аналоговые модули:
  • 16-битный АЦП: 2 модуля (до 24 каналов в сумме, скорость до 1.2 Msps)
  • 12-битный ЦАП: 1 модуль
  • Аналоговые компараторы: 3 шт.
  • Программируемый аналоговый кроссбар (Crossbar)
• Таймеры:
  • FlexTimer (PWM с расширенными функциями): до 8 каналов
  • Программируемый интервальный таймер (PIT)
  • Модуль периодического прерывания (LPTMR)
  • Часы реального времени (RTC)
• Интерфейсы связи:
  • USB 2.0 Full-Speed OTG (с встроенным PHY) — ключевая особенность.
  • Ethernet MAC (10/100 Mbit) — вторая ключевая особенность.
  • UART (до 6 модулей, некоторые с поддержкой LIN)
  • SPI (до 3 модулей)
  • I²C (до 3 модулей, поддержка SMBus)
  • I²S (цифровой аудоинтерфейс)
• Системные функции:
  • Контроллер DMA (eDMA): 16 каналов
  • Генератор тактовых частот с поддержкой PLL и FLL
  • Контроллер внешнего шинного интерфейса (FlexBus)
  • Шифровальный сопроцессор (Hardware Crypto) — AES, DES, SHA, RNG.
  • Аппаратный ускоритель циклического избыточного кода (CRC).

4. Рабочие условия:

• Напряжение питания: 1.71 В — 3.6 В
• Температурный диапазон: -40°C до +105°C (промышленный)
• Потребление: Режимы очень низкого энергопотребления (LLS, VLLS).

5. Корпус: LQFP-100 (в обозначении LH12 — L = низкопрофильный корпус, H = термоулучшенный, 12 = 100 выводов).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты в семействе

Модель MK22FN1M0VLH12 — часть большой матрицы совместимых МК, которые отличаются объемом памяти, набором периферии и типом корпуса.

Основные отличия в названии:

• MK22F — семейство Kinetis K22.
• N — общий вариант (есть также X — расширенный диапазон).
• 1M0 — объем флэш-памяти (1 МБ). Бывают 512 (512 КБ), 256 (256 КБ) и т.д.
• V — вариант с USB и Ethernet. Другие варианты: N (без USB и Ethernet), U (только USB).
• LH12 — корпус LQFP-100.

Примеры совместимых/альтернативных моделей в том же семействе K22:

1. С меньшей памятью, но с аналогичной периферией (USB+Ethernet):

   • MK22FN512VLH12 — 512 КБ флэш, 128 КБ ОЗУ, LQFP-100.
   • MK22FN256VLH12 — 256 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, LQFP-100.

2. В других корпусах:

   • MK22FN1M0VFM12 — корпус MAPBGA-121 (более компактный).
   • MK22FN1M0VLK12 — корпус LQFP-80 (меньше выводов).
   • MK22FN1M0VLQ12 — корпус LQFP-64.

3. Без Ethernet и USB (только аналоговая часть и коммутатор):

   • MK22FN1M0xxx12 (где xxx — NAL12, CAV12 и т.д.) — важно смотреть datasheet.

4. Совместимые модели из других семейств Kinetis (на том же ядре Cortex-M4, с аналогичной или расширенной периферией):

   • Kinetis K24 (MK24FN1M0xxx12) — Прямой аналог с дополнительной периферией (например, сегментным ЖК-дисплеем). Наиболее совместимая замена по выводам и функциям.
   • Kinetis K20 (MK20FN1M0xxx12) — Более раннее семейство, часто без Ethernet, но с высокой степенью совместимости по коду.
   • Серии K6x, K8x — Более производительные, с графическими ускорителями, но могут отличаться распиновкой.

Важное примечание: Для выбора прямой замены или аналога обязательно нужно использовать Tools → Cross Reference на сайте NXP и сравнивать таблицы распиновки (Pinout) и данные (Datasheet/Reference Manual), так как даже в пределах одного семейства могут быть отличия в назначении выводов.

Резюме

MK22FN1M0VLH12 — это мощный и универсальный МК для сложных встроенных проектов, где требуется сочетание высокой вычислительной мощности (Cortex-M4 + FPU), большого объема памяти (1 МБ), высокоуровневых интерфейсов (USB, Ethernet) и продвинутой аналоговой подсистемы с кроссбар-коммутатором. Его прямыми аналогами являются модели K22 с другим объемом памяти или корпусом, а наиболее близкой по функциям и совместимости заменой — микроконтроллеры семейства Kinetis K24.