Freescale MK22FN1M0AVLH12

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale (ныне NXP) MK22FN1M0AVLH12 — это мощный и популярный МК семейства Kinetis K2x.

Описание

MK22FN1M0AVLH12 — это 32-битный микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для применений, требующих цифровой обработки сигналов (ЦОС) и сложных математических операций. Он относится к семейству Kinetis K22 с высокой степенью интеграции и фокусом на производительность и низкое энергопотребление.

Ключевая особенность: Наличие встроенного USB 2.0 Full-Speed On-The-Go (OTG) контроллера с поддержкой роли Host, Device или Dual-Role. Это позволяет микроконтроллеру быть как периферийным устройством (например, создавать USB-девайсы), так и управлять другой USB-периферией (флешки, клавиатуры).

Микроконтроллер выполнен в корпусе LQFP-100 и предназначен для широкого спектра применений: промышленная автоматизация, медицинские приборы, устройства сбора данных, сложные контроллеры, потребительская электроника с USB-функциональностью.

Технические характеристики (основные)

• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU
• Тактовая частота: До 120 МГц
• Объем памяти:
  • Флэш-память: 1 МБ (1024 КБ)
  • ОЗУ (SRAM): 128 КБ
  • EEPROM (эмулируемая): 4 КБ (средствами флэш-памяти)
• Периферия и интерфейсы:
  • USB 2.0: Full-Speed OTG контроллер с встроенным физическим уровнем (PHY). Поддержка Host, Device, Dual-Role.
  • Аналоговые модули:
    • 16-битный АЦП (ADC) — до 2 модулей, суммарно до 24 каналов.
    • 12-битный ЦАП (DAC) — 1 модуль.
    • Компараторы (CMP) — до 3 модулей.
    • Операционные усилители (OPAMP) — до 3 модулей.
  • Таймеры:
    • FlexTimer (FTM) — до 8 каналов ШИМ с продвинутыми функциями.
    • Программируемый интервальный таймер (PIT).
    • Модуль RTC (часы реального времени) с календарем и будильником.
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • UART (с поддержкой LIN) — до 5 модулей.
    • SPI — до 3 модулей.
    • I²C — до 3 модулей (поддержка SMBus).
    • I²S — 1 модуль (для аудио).
  • Безопасность и защита:
    • Криптографический ускоритель (AES, DES, SHA, MD5).
    • Генератор случайных чисел (RNG).
    • Контроль целостности памяти (CRC).
  • Системные функции:
    • Модуль контроля напряжения (LVD).
    • Детектор сбоя тактирования (CMD).
    • Модуль внешнего опроса (WDOG).
• Напряжение питания: 1.71 — 3.6 В (широкий диапазон, позволяет работать от батарей).
• Потребление: Очень низкое энергопотребление с несколькими режимами (Run, Wait, Stop, VLPR, VLPW, VLPS, LLS, VLLS).
• Температурный диапазон: от -40°C до +105°C (расширенный промышленный).
• Корпус: LQFP-100 (размер 14x14 мм).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Этот конкретный чип имеет полное имя, которое раскрывает его опции. Расшифровка MK22FN1M0AVLH12:

• MK22F: Семейство Kinetis K22F (с FPU).
• N: Общий сегмент рынка.
• 1M0: 1 МБ флэш-памяти.
• A: Вариант исполнения (частота, периферия).
• V: Напряжение 1.71-3.6В.
• L: Температурный диапазон -40°C до +105°C.
• H12: Корпус LQFP-100.

Прямые аналоги и варианты в той же линейке (K22 120 МГц, 1 МБ флэш):

• MK22FN1M0AVLL12 — Аналог в корпусе LQFP-80 (меньше ножек, меньше периферии).
• MK22FN1M0AVMC12 — Аналог в корпусе MAPBGA-121 (для плотного монтажа).
• MK22FN1M0VLH12 — БЕЗ криптографического ускорителя (AES и др.). Часто используется как более дешевая замена, если не нужна криптография.
• MK22FN1M0VLL12 — То же, что выше, но в LQFP-80.
• MK22FN1M0CFVLH — Вариант с 256 КБ флэш-памяти (вместо 1 МБ) в корпусе LQFP-100. Прямой пин-ту-пин аналог по выводам, если не нужен большой объем памяти.

Совместимые модели из других семейств NXP (для миграции или выбора альтернативы):

1. Внутри семейства Kinetis K:

   • Kinetis K24 (MK24FN1M0VLH12): Очень близкий аналог, часто имеет Ethernet MAC в дополнение к той же периферии. Прямая миграция с K22 возможна, но требует проверки даташита.
   • Kinetis K20 (MK20FN1M0VLH12): Предшественник K22, на ядре Cortex-M4 без FPU (или с опциональным FPU в некоторых моделях). Архитектурно и по выводам часто совместим, но с менее продвинутой периферией.

2. Современные аналоги из новых линеек NXP:

   • Серия LPC5500 (на ядре Cortex-M33): Более новые, с повышенной энергоэффективностью и безопасностью. Например, LPC55S1x. Не являются прямым пин-ту-пин заменой, но занимают ту же нишу "высокопроизводительных МК общего назначения".
   • Серия i.MX RT (кроссоверы): Если нужна еще более высокая производительность (сотни МГц), стоит смотреть на i.MX RT10xx. Это не прямые аналоги, а переход на более мощный класс процессоров.

3. Аналоги от других производителей (конкурентные решения):

   • STMicroelectronics STM32F4 (например, STM32F407VG): Cortex-M4 с FPU, 1 МБ флэш, 192 КБ ОЗУ, имеет USB-OTG. Очень популярная альтернатива.
   • Microchip (Atmel) SAM E54/SAM D5x: Cortex-M4 с FPU, USB, аналогичная производительность.
   • Texas Instruments TM4C129x: Cortex-M4F, интегрированный Ethernet, USB.

Важное примечание: При замене на аналог, даже в пределах одного семейства Kinetis, обязательно необходимо сверяться с официальными документами:

1. Даташит (Data Sheet) — для электрических характеристик и описания выводов.
2. Справочное руководство (Reference Manual) — для работы с периферией.
3. Таблица сопоставления выводов (Pinout Cross-Reference) — для проверки пин-ту-пин совместимости.

Для MK22FN1M0AVLH12 актуальную документацию и инструменты для разработки можно найти на официальном сайте NXP Semiconductors.