Analog Devices ADuC7020 — Прецизионный аналоговый микроконтроллер с ядром ARM7TDMI

Общее описание

ADuC7020 — это высокопроизводительный аналоговый микроконтроллер (precision analog microcontroller) семейства ADuC702x от Analog Devices, объединяющий 32-битное RISC-ядро ARM7TDMI (16/32-бит, тактовая частота до 41.78 МГц) с многоканальной прецизионной аналоговой периферией на одном кристалле.

Микроконтроллер предназначен для применений, требующих одновременной обработки аналоговых сигналов и цифровой логики: промышленная автоматизация, медицинское оборудование, оптические трансиверы (SFP/управление лазерами), измерительные приборы, системы управления питанием.

Одной из ключевых особенностей является возможность работы напрямую от источника питания 3.3 В (в отличие от многих аналоговых МК, требующих 5 В), а также высокая точность 12-битного АЦП и 12-битного ЦАП.

Основные технические характеристики

Ядро и память

| Параметр | Значение | |---|---| | Ядро | ARM7TDMI (RISC, 32-бит) | | Тактовая частота | до 41.78 МГц | | Флеш-память программ | 64 КБ | | SRAM | 8 КБ | | Интерфейс отладки | JTAG (полная эмуляция в реальном времени) | | Питание ядра | 2.7 … 3.6 В (номинал 3.3 В) |

Аналоговая периферия

| Параметр | Значение | |---|---| | АЦП | 5-канальный (мультиплексированных), 12-бит SAR, до 1 MSPS | | Входной диапазон АЦП | 0 … VREF (обычно 0…2.5 В) | | Встроенный источник опорного напряжения | 2.5 В, точность ±3 мВ/°C | | Точность АЦП | INL ±1.5 LSB, DNL ±0.9 LSB (тип.) | | ЦАП | 4 × 12-бит, выход по напряжению | | Время установления ЦАП | ~10 мкс | | Компаратор | Встроенный, с программируемым гистерезисом |

Периферия

• 40 линий ввода/вывода общего назначения (GPIO)
• 3 × 16-битных таймера/счётчика
• Watchdog Timer
• 2 × UART (16C550-совместимый)
• 2 × I²C (до 400 кГц)
• SPI (до 20 МГц)
• Программируемый логический массив (PLA)
• Внешние прерывания
• Питание RTC от отдельной батареи (2-й источник)
• Сторожевой таймер питания
• Датчик температуры на кристалле (±3 °C)

Питание и корпус

| Параметр | Значение | |---|---| | Напряжение питания | 2.7 … 3.6 В | | Ток потребления (активный) | ~11 мА при 3.3 В / 41.78 МГц | | Ток в режиме halt | ~30 мкА | | Диапазон рабочих температур | −40 … +125 °C | | Корпуса | LFCSP-40, LQFP-40 |

Парт-номера (Ordering Information)

Точные артикулы зависят от корпуса и температуры:

| Парт-номер | Корпус | Диапазон температур | |---|---|---| | ADuC7020BCPZ32 | LFCSP-40 (6×6 мм) | −40 … +85 °C | | ADuC7020BCPZ32-RL | LFCSP-40 (лента/катушка) | −40 … +85 °C | | ADuC7020BSTZ32 | LQFP-40 | −40 … +85 °C | | ADuC7020BSTZ32-RL | LQFP-40 (лента/катушка) | −40 … +85 °C | | ADuC7020BCPZ32-R7 | LFCSP-40 | −40 … +125 °C | | ADuC7020BSTZ32-R7 | LQFP-40 | −40 … +125 °C |

Пояснение к суффиксам: BCPZ = LFCSP, BSTZ = LQFP, Z = RoHS-совместимость (без свинца), RL = reel, R7 = reel 1000 шт.

Типовая маркировка на кристалле: ADuC7020 + код даты.

Совместимые модели (семейство ADuC702x)

Все модели совместимы по выводам (pin-to-pin) и программно, отличаются объёмом памяти и набором аналоговых функций:

| Модель | Флеш | SRAM | АЦП | ЦАП | Особенности | |---|---|---|---|---|---| | ADuC7019 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 3 канала | — | Базовая версия | | ADuC7020 | 64 КБ | 8 КБ | 12-бит, 5 каналов | 4 × 12-бит ЦАП | Данный МК | | ADuC7021 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 5 каналов | — | Без ЦАП | | ADuC7022 | 62 КБ | 8 КБ | — | 4 × 12-бит ЦАП | Без АЦП | | ADuC7023 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 5 каналов | 4 × 12-бит ЦАП | Компаратор | | ADuC7024 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 3 канала | — | — | | ADuC7025 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 3 канала | 4 × 12-бит ЦАП | — | | ADuC7026 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 7 каналов | 4 × 12-бит ЦАП | Больше каналов АЦП | | ADuC7027 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 7 каналов | 4 × 12-бит ЦАП | Расширенный GPIO | | ADuC7028 | 62 КБ | 8 КБ | 12-бит, 5 каналов | 4 × 12-бит ЦАП | USB-опция* |

*Серия ADuC702x полностью pin-совместима; переход между моделями требует только перенастройки периферии и перекомпиляции прошивки.

Программные и экосистемные аналоги

• ADuC7026 / ADuC7027 — рекомендуются как прямая замена при нехватке каналов АЦП.
• ADuC7060 / ADuC7061 — следующее поколение на ядре ARM7TDMI с 24-бит сигма-дельта АЦП (не pin-совместимы, но совместимы по среде разработки).
• ADuC7128 / ADuC7129 — ARM7TDMI + ARM926, более мощные.

Средства разработки

• ADI IAR EWARM / Keil MDK — среда разработки
• ADuC7xxx QuickStart (отладочная плата EVAL-ADuC7020QSPZ)
• JTAG-эмуляторы: ADuC7xxx USB-эмулятор ADZS-USB-SDP-CABLEZ
• Аналоговый симулятор ADsim для отладки аналоговой части
• Примеры кода и библиотеки — на сайте Analog Devices и на GitHub-форуме EngineerZone

Типичные применения

1. Оптические модули SFP / SFP+ (контроль мощности лазера, усиление)
2. Промышленные датчики 4–20 мА и измерительные приборы
3. Аппаратные контроллеры систем точного управления (PLC, ЧПУ)
4. Медицинская техника (мониторинг пациентов, инфузионные насосы)
5. Управление электропитанием и DC-DC
6. Точные системы сбора данных
7. Автомобильная электроника (диагностика, стендовые испытания)

Если необходимы детали по конкретному субномеру (P/N), температурный диапазон, расшифровка ревиzий/маски или подбор контактно-совместимого аналога из линейки — уточните, подберу.