Freescale TWR-K21D50M

Отличный выбор! TWR-K21D50M — это демонстрационная (оценочная) плата от Freescale (ныне NXP) для микроконтроллеров семейства Kinetis K21 на ядре ARM Cortex-M4.

Описание и назначение

TWR-K21D50M — это часть модульной системы Tower System, позволяющей комбинировать различные платы (процессорные, сенсорные, интерфейсные и т.д.) для быстрого прототипирования и оценки. Плата сконцентрирована на демонстрации ключевых особенностей микроконтроллера MK21DN512 — высокой производительности ядра Cortex-M4 с FPU, встроенного USB 2.0 Full-Speed контроллера (с поддержкой Device, Host и OTG) и работы в расширенном температурном диапазоне.

Основные цели платы:

• Быстрый старт в разработке на MK21DN512.
• Оценка производительности ядра Cortex-M4 и FPU.
• Разработка и отладка USB-приложений (Device, Host, OTG).
• Прототипирование промышленных и автомобильных приложений благодаря расширенному температурному диапазону MCU.
• Использование в составе модульной системы Tower System для создания комплексных решений.

Технические характеристики

1. Микроконтроллер:

• Модель: MK21DN512VLQ10 (или совместимый).
• Ядро: ARM Cortex-M4 с тактовой частотой до 100 МГц, включает блок вычислений с плавающей запятой (FPU).
• Память: 512 КБ Flash, 128 КБ SRAM.
• Температурный диапазон: -40°C до +105°C (расширенный).

2. Периферия и интерфейсы на плате:

• USB: Порт USB 2.0 Full-Speed (Micro-AB) с поддержкой режимов Device, Host и On-The-Go (OTG). Имеется переключатель для выбора режима питания (от платы или от USB).
• Отладка/Программирование: Интерфейс OpenSDA (встроенный отладочный адаптер на отдельном MCU), предоставляющий доступ через USB к CMSIS-DAP, J-Link (прошивка обновляемая) или Mass Storage (для загрузки прошивки как файла).
• Сенсоры:
  • 3-осевой акселерометр (MMA8451Q).
  • Датчик давления (MPL3115A2).
• Светодиоды: 3 пользовательских RGB-светодиода, 1 светодиод питания.
• Кнопки: 2 пользовательские тактовые кнопки, кнопка сброса.
• Расширение: Два Tower-разъема (первичный и вторичный) для подключения дополнительных модулей Tower System (TWR-LCD, TWR-ELEV, TWR-PROTO и др.).
• Прочее:
  • Разъем для внешнего источника питания (не входит в комплект).
  • Перемычки для конфигурации питания и сброса.
  • Контактные площадки для доступа к ключевым сигналам MCU.

3. Питание:

• Через USB-порт OpenSDA.
• Через USB-порт Micro-AB (в режиме Host/OTG или при внешнем питании).
• Через внешний источник 6-12 В (разъем 2.1 мм).
• Через Tower-разъем от соседнего модуля.

Парт-номера (Part Numbers)

Основные парт-номера, связанные с этой платой:

1. TWR-K21D50M — полное обозначение оценочного комплекта (сама плата + документация).
2. TWR-K21D50M-KIT — иногда используется для обозначения комплекта, но чаще всего это и есть основной номер.
3. MK21DN512VLQ10 — конкретная модель микроконтроллера, установленная на плате (вариант в корпусе LQFP100).

Важно: На плату могут устанавливаться микроконтроллеры с другим объемом памяти в той же линейке, но K21DN512 является основной и самой распространенной.

Совместимые и аналогичные модели

1. Совместимые микроконтроллеры (внутри семейства K21): Плата рассчитана на корпус LQFP100. На нее можно установить (при наличии навыков пайки) другие MCU из семейства K21 в том же корпусе, например:

• MK21DX256VLQ10 — 256 КБ Flash, 256 КБ SRAM.
• MK21DN256VLQ10 — 256 КБ Flash, 128 КБ SRAM.
• Другие модели из подсемейства K21D (с USB) с объемом Flash 128/256/512 КБ в корпусе LQFP100.

2. Совместимые оценочные платы и модули (Tower System): Сила платы — в совместимости с экосистемой Tower. Она может работать в паре с десятками других модулей, например:

• TWR-LCD — модуль с графическим ЖК-дисплеем.
• TWR-ELEV / TWR-PROTO — платы прототипирования.
• TWR-SER / TWR-KV10 — процессорные модули с другими MCU (Kinetis, ColdFire).
• TWR-PM — модули управления питанием.
• TWR-SENSOR — дополнительные сенсорные модули.

3. Аналогичные/Конкурирующие оценочные платы от NXP (более современные):

• FRDM-K22F / FRDM-K64F — платы формата Freedom (более компактные и дешевые) на базе Kinetis K22/K64 (Cortex-M4). Являются эволюционным развитием, но не совместимы механически с Tower System.
• TWR-KV58F220M — плата Tower System для более мощного MCU Kinetis KV5x (Cortex-M7, motor control).
• LPCXpresso- и i.MX RT Evaluation Boards — платы для других семейств ARM MCU от NXP.

4. Программная и инструментальная совместимость:

• IDE: MCUXpresso IDE, Keil MDK, IAR Embedded Workbench.
• SDK: Плата полностью поддерживается MCUXpresso SDK (ранее Kinetis SDK) — комплексным пакетом драйверов, middleware и примеров кода.
• Отладка: Совместима с отладчиками P&E Multilink, Segger J-Link (через OpenSDA), а также встроенным CMSIS-DAP.

Итог

TWR-K21D50M — это мощный и гибкий инструмент для разработчиков, которым нужна производительность Cortex-M4, полнофункциональный USB и возможность создания прототипов в составе модульной системы. Хотя сегодня существуют более новые платформы (Freedom, LPCXpresso), Tower System и конкретно эта плата остаются отличным выбором для сложных и масштабируемых оценочных проектов, особенно в промышленной сфере.