Freescale MKL16Z64VFM4

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем с низким энергопотреблением. Вот подробное описание Freescale (ныне NXP) MKL16Z64VFM4.

Описание

MKL16Z64VFM4 — это 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis L1, построенный на ядре ARM Cortex-M0+. Он относится к линейке ультра-низкопотребляющих (ULP) микроконтроллеров, разработанных для приложений, где критически важны энергоэффективность, компактность и низкая стоимость.

Ключевая особенность — сочетание высокой производительности ядра Cortex-M0+ (до 48 МГц) с уникальными энергосберегающими технологиями NXP, такими как множество режимов пониженного потребления (LLS, VLLS), что делает его идеальным для:

• Портативных и носимых устройств (гаджеты, фитнес-трекеры).
• Датчиков с батарейным питанием (IoT-сенсоры, беспроводные датчики).
• Промышленных устройств с низким энергопотреблением.
• Пользовательских интерфейсов (с поддержкой сегментного LCD).
• Бытовой электроники и игрушек.

Корпус: 32-pin QFN (5x5 мм) — очень компактный, что позволяет создавать миниатюрные устройства.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M0+ | | Тактовая частота | до 48 МГц | | Флэш-память | 64 КБ | | ОЗУ (SRAM) | 8 КБ | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Периферия | Сегментный LCD-контроллер (до 8x36 или 4x40 сегментов), Тач-сенсор (TSI) — до 16 каналов, 12-битный АЦП (до 16 каналов), 6-битный ЦАП, Компаратор, Таймеры (PIT, TPM/PWM, LPTMR), Коммуникационные интерфейсы: UART (до 2), SPI (до 2), I²C (до 2). | | Температурный диапазон | Промышленный: -40°C до +105°C | | Количество линий ввода-вывода | До 27 GPIO | | Режимы низкого энергопотребления | Ожидание (Wait), Останов (Stop), Очень низкое энергопотребление (VLPR, VLPW, VLPS), Глубокий сон (LLS), Очень глубокий сон (VLLSx). Потребление в VLLS3 ~450 нА. | | Уникальные особенности | Cyclone DMA — система прямого доступа к памяти для снижения нагрузки на ядро, модуль CRC, генератор случайных чисел (RNG). |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты корпусов

Модель MKL16Z64VFM4 — часть большого семейства. Номенклатура строится по принципу: MKL16Z[FLASH]_[PACKAGE]

• MKL16Z64VFM4 — 64 КБ флэш, 8 КБ ОЗУ, корпус 32-QFN (5x5 мм).
• MKL16Z32VFM4 — 32 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, корпус 32-QFN.
• MKL16Z128VFM4 — 128 КБ флэш, 16 КБ ОЗУ, корпус 32-QFN.
• MKL16Z64VLH4 — 64 КБ флэш, 8 КБ ОЗУ, корпус 64-LQFP (10x10 мм). Больше выводов (до 51 GPIO) и периферии.
• MKL16Z32VLH4 — 32 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, корпус 64-LQFP.
• MKL16Z128VLH4 — 128 КБ флэш, 16 КБ ОЗУ, корпус 64-LQFP.

Где:

• Z — основной вариант линейки.
• 64/32/128 — объем флэш-памяти в КБ.
• VF — корпус 32-QFN.
• VL — корпус 64-LQFP.
• M4 — промышленный температурный диапазон (-40°C до +105°C).
• H4 — также промышленный диапазон для корпуса LQFP.

Совместимые и аналогичные модели

1. Внутри семейства Kinetis L (Cortex-M0+):

• MKL15Z — Ближайший аналог. Отличается отсутствием сегментного LCD-контроллера и модуля TSI (тач). Полностью совместим по выводам и периферии (кроме этих двух модулей). Идеальная замена, если не нужен LCD или тач.
• MKL17Z — Улучшенная версия. Имеет встроенный USB 2.0 Full-Speed контроллер (Device/OTG). Полностью совместим по выводам (pin-to-pin) с MKL16Z. Прямая замена, если требуется USB.
• MKL14Z / MKL13Z — Модели с меньшим объемом памяти (до 32 КБ флэш) и урезанной периферией. Совместимость по выводам может быть частичной, требует проверки.

2. Другие семейства NXP (для миграции):

• Kinetis E (MKE) — Серия для надежных промышленных применений (автомобиль, ACIM моторы). Более высокая стойкость к помехам (ESD, EMC).
• Kinetis K (MK) — Серия общего назначения на ядрах Cortex-M4/M7. Для более сложных задач, требующих DSP или FPU.
• LPC800 (NXP) — Другие микроконтроллеры на Cortex-M0+, часто более простые и дешевые, но с другой периферией и экосистемой.
• STM32L0 (STMicroelectronics) — Прямой конкурент от ST на ядре Cortex-M0+. Аналогичные характеристики по энергопотреблению и периферии (есть модели с LCD). Требует перехода на другую экосистему и переписывания кода.

3. Важное примечание по совместимости:

• Прямая совместимость по выводам (Pin-to-Pin) в полной мере соблюдается внутри одной серии (например, MKL16ZxxxVFM4) и с соответствующими моделями серий MKL15Z и MKL17Z.
• При переходе на другой корпус (например, с VFM4 на VLH4) или другую серию необходимо тщательно сверяться с таблицей выводов (Pinout) и документацией по периферии, так как расположение функций на выводах может отличаться.

Рекомендуемые ресурсы для проверки:

• Официальная страница продукта на сайте NXP.
• Документ AN4539 от NXP — "Kinetis L Series Migration Guide".
• Инструмент NXP MCU Selector для подбора аналогов.