Freescale MK22FN512VDC12

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK22FN512VDC12.

Описание

MK22FN512VDC12 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер из семейства Kinetis K22, построенный на ядре ARM Cortex-M4. Это одно из самых популярных и сбалансированных семейств от NXP, которое идеально подходит для применений, требующих высокой вычислительной мощности, низкого энергопотребления и богатого набора периферии.

Ключевая особенность этого МК — наличие блока вычислений с плавающей точкой (FPU), что делает его исключительно хорошо подходящим для задач, связанных с сложными математическими расчетами (например, цифровая обработка сигналов, управление двигателями, аудиоприложения).

Микроконтроллер относится к классу "высокоплотной интеграции", объединяя на одном кристале процессорное ядро, значительный объем памяти, аналоговые и цифровые интерфейсы, что позволяет создавать на его основе компактные и функционально насыщенные устройства.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale / NXP | | Семейство | Kinetis K22 | | Архитектура | ARM Cortex-M4 | | Тактовая частота | До 120 МГц | | Производительность | ~1.25 DMIPS/МГц (до 150 DMIPS) | | FPU | Есть (Floating Point Unit) | | Flash-память | 512 КБ | | ОЗУ (SRAM) | 128 КБ | | Периферия | • 2x 16-битных АЦП (16-канальный, 1.2 Мс/с)
• 2x 12-битных ЦАП
• 3x Аналоговых компаратора
• 2x Операционных усилителя (OpAmp)
• Интерфейсы связи: 6x UART, 3x SPI, 3x I²C, 1x I²S
• Таймеры: 2x 16-битных FlexTimer (PWM), 1x Программируемый модуль задержки (PDB), 1x RTC, 1x Low-Power Timer (LPTMR)
• USB 2.0 Full-Speed OTG (On-The-Go) с PHY
• 1x модуль безопасного шифрования (AES)
• 1x Генератор случайных чисел (RNG) | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Потребление | Очень низкое, несколько режимов энергосбережения (Wait, Stop, VLPS, LLS, VLLS) | | Количество выводов | 121 (LQFP корпус) | | Рабочая температура | От -40°C до +105°C (расширенный диапазон) | | Дополнительные функции | • Модуль обнаружения сбоев питания
• Часовой сторожевой таймер (WDOG)
• Циклический избыточный контроль (CRC) |

Парт-номер (Part Number) и варианты поставки

Основной парт-номер: MK22FN512VDC12.

Расшифровка номера:

• MK22: Семейство Kinetis K22.
• F: Общее обозначение семейства.
• N: С опцией Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
• 512: Объем Flash-памяти 512 КБ.
• V: Объем ОЗУ 128 КБ.
• D: Наличие ЦАП.
• C12: Тактовая частота 120 МГц, корпус 121-LQFP.

Другие варианты в этом же семействе (с разным объемом памяти и набором периферии):

• MK22FN512VLH12 (64-контактный LQFP)
• MK22FN256VDC12 (512 КБ Flash -> 256 КБ Flash)
• MK22FN128VDC12 (512 КБ Flash -> 128 КБ Flash)
• MK22FN1M0VDC12 (512 КБ Flash -> 1 МБ Flash)
• MK21FN512VDC12 (Аналог без USB)

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях: прямые аналоги, аппаратно-совместимые замены и микроконтроллеры из схожих семейств.

1. Прямые аналоги и замены в семействе K22

Это микроконтроллеры с полной или очень высокой степенью совместимости по выводам (pin-to-pin) и программному коду. Отличаются в основном объемом памяти или незначительными вариациями периферии.

• MK22FN1M0VDC12 (увеличенный объем Flash до 1 МБ)
• MK22FN256VDC12 (уменьшенный объем Flash до 256 КБ)
• MK22FN512VLH12 (тот же набор функций, но в 64-выводном корпусе)

2. Аппаратно-совместимые микроконтроллеры (Pin-to-Pin)

Могут иметь другое ядро или производителя, но совпадать по распиновке, что позволяет заменить МК на плате без изменения разводки.

• MK21FN512VDC12: Прямой аналог, но без модуля USB. Идеальная замена, если USB не используется.
• Микроконтроллеры из семейств Kinetis K20, K24, K26: Многие модели имеют совместимость по выводам, но предлагают различную периферию (например, Ethernet, контроллеры сегментных LCD).

3. Функционально схожие микроконтроллеры (от NXP и конкурентов)

Это МК с аналогичной производительностью (Cortex-M4/M7), похожим набором периферии и объемом памяти, но с другой распиновкой. Требуют переразводки платы и адаптации ПО.

• От NXP:

  • Kinetis K系列 (K64, K66): Более новые и производительные модели в семействе Kinetis, часто с большим объемом памяти и интерфейсами вроде Ethernet.
  • LPC5500 Series (от NXP): Более новые МК на Cortex-M33, предлагают лучшую энергоэффективность и безопасность.
  • i.MX RT Series (от NXP): Кроссовер-микроконтроллеры (Cortex-M7), значительно превосходящие по производительности (сотни МГц), но часто требующие внешней Flash-памяти.

• От других производителей:

  • STM32F4 Series (от STMicroelectronics): Например, STM32F407, STM32F429. Очень популярное семейство на Cortex-M4 с FPU, прямой конкурент.
  • SAM D5x / E5x Series (от Microchip): Например, ATSAME54. Высокопроизводительные МК на Cortex-M4+M0.
  • EFM32 Wonder Gecko (от Silicon Labs): С акцентом на сверхнизкое энергопотребление.

Области применения

Благодаря своей мощности и богатой периферии, MK22FN512VDC12 находит применение в самых разных областях:

• Промышленная автоматизация (ПЛК, драйверы двигателей)
• Медицинские приборы
• Устройства с интерфейсом USB (HID-устройства, кастомные девайсы)
• Аудиооборудование
• Сложные системы управления и сбора данных