Freescale MK51DN512CMD10

Конечно. Вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK51DN512CMD10.

Общее Описание

Freescale MK51DN512CMD10 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K50, ориентированный на применение в сложных промышленных, медицинских и потребительских устройствах. Его ключевой особенностью является наличие встроенного аналогового фронт-энда (AFE) для работы с датчиками, что делает его идеальным для приложений, требующих точного измерения и обработки аналоговых сигналов (например, портативные медицинские приборы, приборы для контроля качества, системы сбора данных).

Микроконтроллер построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком цифровой обработки сигналов (DSP) и модулем вычисления с плавающей запятой (FPU), что обеспечивает высокую вычислительную мощность для алгоритмов цифровой фильтрации, управления и сложных математических вычислений.

Ключевые Технические Характеристики

• Ядро: ARM Cortex-M4 с DSP и FPU
  • Тактовая частота: до 100 МГц
• Память:
  • Флэш-память: 512 КБ
  • ОЗУ (SRAM): 128 КБ
• Аналоговые интерфейсы (главная особенность семейства K50):
  • 16-битный АЦП: 2 модуля (ADC0, ADC1), каждый с поддержкой одновременной выборки до 4 каналов (всего до 8 single-ended / 4 differential каналов). Программируемая скорость преобразования.
  • 12-битный ЦАП: 1 модуль, выходной буфер с возможностью работы при низком энергопотреблении.
  • Компараторы: 3 аналоговых компаратора высокого speed (CMP) с 6-битным ЦАП и программируемым эталонным напряжением.
  • Программируемый усилитель (PGA): 1 модуль с коэффициентом усиления от 1x до 64x.
• Таймеры:
  • FlexTimer (FTM): 4 модуля (2x 8-канальных, 2x 2-канальных) для ШИМ, ввода/вывода, захвата импульсов.
  • Программируемый блок задержки (PDB): для синхронизации работы АЦП и ЦАП.
  • RTC: Часы реального времени с календарем и будильником.
• Интерфейсы связи:
  • UART: До 5 модулей (с поддержкой ISO7816 - смарт-карты).
  • SPI: До 3 модулей.
  • I2C: До 3 модуля (на базе I2S).
  • I2S: 1 модуль для аудио.
  • USB 2.0 Full-Speed OTG: Контроллер с функцией On-The-Go (Device/Host).
  • Ethernet (10/100 Мбит/с): Контроллер MAC с MII/RMII интерфейсом (требуется внешняя PHY-микросхема).
• Системные функции:
  • Датчик температуры: Встроенный.
  • Генератор тактовой частоты: Мультирежимный (от 32 кГц до 40 МГц).
  • Напряжение питания: от 1.71В до 3.6В.
  • Температурный диапазон: от -40°C до +105°C.
• Корпус: 121-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package).

Парт-номера и Совместимые Модели

Номенклатура Freescale/NXP часто включает несколько парт-номеров для одного и того же чипа, различающихся по температурному диапазону, типу корпуса или варианту поставки (например, лента и катушка).

Основной парт-номер:

• MK51DN512CMD10R (версия на катушке)

Близкие и совместимые модели внутри семейства Kinetis K50: Совместимость зависит от объема памяти, набора периферии и типа корпуса. Модели можно подобрать по пирам (например, для менее требовательных задач или для других корпусов).

• По объему памяти (уменьшение):
  • MK51DN256CMD10 (256 КБ Flash, 64 КБ RAM)
  • MK51DN128CMD10 (128 КБ Flash, 32 КБ RAM)
• По корпусу (другие варианты):
  • MK51DN512VMD10 (144-контактный LQFP)
  • MK51DN512VLQ10 (144-контактный LQFP)
  • MK51DN512CLL10 (100-контактный LQFP) — меньше выводов, меньше периферии.

Совместимые модели из других семейств (Прямого аналога с AFE нет, но есть совместимость по ядру и периферии):

• Семейство Kinetis K53: Очень близко к K50, но с добавлением криптографического акселератора (hardware encryption).
• Семейство Kinetis K52: Аналогично K50, но без Ethernet-контроллера.
• Семейство Kinetis K51: Урезанная версия K50 (меньше памяти, меньше каналов АЦП).
• Семейство Kinetis K6x: Более высокопроизводительные MCU с ядром Cortex-M4, но без выделенного аналогового фронт-энда. Фокус на графику и HMI.

Важное примечание по совместимости: Микроконтроллеры в пределах одного семейства (K50) и с одинаковым суффиксом корпуса (например, CMD10) являются пин-ту-пин и программно совместимыми на аппаратном уровне. Переход с модели с большим объемом памяти (512 КБ) на модель с меньшим (256 КБ) потребует только пересборки firmware под новый объем памяти, без изменения схемотехники.

Области Применения

• Медицинские приборы: Глюкометры, портативные мониторы, диагностическое оборудование.
• Промышленная автоматизация: Программируемые логические контроллеры (ПЛК), датчики, системы сбора данных.
• Бытовая электроника: Умные весы, мультиметры, системы мониторинга параметров окружающей среды.
• Аудиоустройства: Цифровые микшеры, процессоры эффектов (благодаря I2S и DSP).
• Сетевые устройства: Промежуточные сетевые контроллеры (благодаря Ethernet MAC).