Freescale MKL04Z32VLF4

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем с низким энергопотреблением. Вот подробное описание и технические характеристики Freescale (NXP) MKL04Z32VLF4.

Общее описание

MKL04Z32VLF4 — это 32-битный микроконтроллер начального уровня из семейства Kinetis KL0, построенный на ядре ARM Cortex-M0+. Он разработан для приложений, где критичны стоимость, энергопотребление и простота использования. Это идеальный выбор для замены 8/16-битных МК, датчиков, носимых устройств, бытовой электроники, игрушек и простых контроллеров ввода-вывода.

Ключевая философия: Максимальная интеграция при минимальной стоимости и энергопотреблении.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Ядро: ARM Cortex-M0+
• Тактовая частота: до 48 МГц.
• Разрядность шины: 32-бит.
• Инструкции: Архитектура ARMv6-M, поддерживает набор инструкций Thumb/Thumb-2. Имеет однокристальный аппаратный умножитель.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 32 КБ.
• ОЗУ (RAM): 4 КБ.
• Память данных (EEPROM-подобная): 1 КБ (реализована на флэш-памяти с повышенной стойкостью к циклам записи).

3. Периферия и интерфейсы:

• Таймеры:
  • Два 2-канальных таймера TPM (Timer/PWM Module) с поддержкой ШИМ, захвата/сравнения.
  • Один низкопотребляющий таймер (LPTMR) для работы в режимах пониженного энергопотребления.
  • Системный таймер (SysTick).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • Один модуль SPI (Serial Peripheral Interface).
  • Один модуль I2C (Inter-Integrated Circuit) с поддержкой SMBus.
  • Один модуль UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) с поддержкой LIN.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 12-битный АЦП (SAR ADC) с временем преобразования ~1.2 мкс, до 12 внешних каналов.
  • Компаратор (ACMP) с возможностью выбора 6-битного ЦАП или внешнего опорного напряжения.
• Тактирование:
  • Внутренний генератор (IRC) 48 МГц и 32.768 кГц.
  • Внешний тактовый вход (до 50 МГц).
  • Генератор для USB (48 МГц).
• Безопасность и защита:
  • Контроль доступа к памяти (MPU).
  • Детектор сбоя питания.
  • Часовой сторож (Watchdog, COP).
  • Генератор случайных чисел (TRNG).
• Управление питанием:
  • Широкий диапазон питания: 1.71В до 3.6В.
  • Множество режимов пониженного энергопотребления (Wait, Stop, VLPS, LLS, VLLSx).
  • Ultra Low Leakage (ULL) технология для минимального тока утечки.

4. Корпус и выводы:

• Корпус: VLF4 — это HVQFN-24 (размер 4x4 мм).
• Количество выводов: 24.
• Количество GPIO: До 21 (в зависимости от конфигурации альтернативных функций).

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги в линейке

Модель указывает на ключевые параметры: MKL04 Z 32 V LF4

• MKL04 — Семейство.
• Z — Вариант ядра (Cortex-M0+).
• 32 — Объем флэш-памяти (32 КБ).
• V — Диапазон напряжения (1.71-3.6В).
• L — Низкое энергопотребление (Low Power).
• F4 — Тип корпуса (24-pin HVQFN).

Совместимые и альтернативные модели в семействе KL0x (прямые аналоги по выводам и корпусу):

| Парт-номер | Flash (КБ) | RAM (КБ) | Основное отличие от MKL04Z32VLF4 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | MKL04Z8VLF4 | 8 | 1 | Меньше памяти, подходит для самых простых задач. | | MKL04Z16VLF4 | 16 | 2 | Удобный промежуточный вариант. | | MKL04Z64VLF4 | 64 | 8 | Больше памяти при том же корпусе и наборе периферии. | | MKL03Z32VLF4 | 32 | 4 | Другой корпус (QFN-32). Имеет больше GPIO (до 29) и дополнительный UART. |

Важно: Все модели с суффиксом VLF4 имеют идентичный корпус (HVQFN-24) и расположение выводов (pin-to-pin compatible). Это позволяет легко масштабировать проект вверх или вниз по объему памяти без переразводки платы.

Совместимые модели от других производителей (Функциональные аналоги)

При поиске замены или аналога стоит рассматривать микроконтроллеры с ядром Cortex-M0/M0+ в корпусе 4x4 мм и схожей периферией:

1. NXP (бывш. Freescale):

   • LPC802M001JDH16 — Другое семейство NXP (LPC800), Cortex-M0+, 16КБ Flash, 2КБ RAM, SO20/TSSOP20. Более простая периферия.
   • Kinetis KE04 — Более высокая производительность (до 72 МГц), наличие CAN.

2. STMicroelectronics (STM32):

   • STM32G031F6 (Cortex-M0+, 8КБ Flash, 2КБ RAM, TSSOP-20). Более современное семейство.
   • STM32F030F4 (Cortex-M0, 16КБ Flash, 4КБ RAM, TSSOP-20). Классический экономичный вариант.

3. Microchip (Atmel) AVR/ARM:

   • ATSAMD10D14 (Cortex-M0+, 16КБ Flash, 4КБ RAM, TSSOP-24). Прямой конкурент по цене и характеристикам.
   • ATtiny3217 (AVR, 32КБ Flash, 2КБ RAM, VQFN-24). 8-битная альтернатива с современной периферией.

4. Silicon Labs (EFM8/EFM32):

   • EFM8BB10F8G — 8-битное ядро 8051, но в очень компактном корпусе и с отличной аналоговой периферией.
   • EFM32ZG110F32 (Cortex-M0+, 32КБ Flash, 4КБ RAM, QFN-24) — флагман по энергопотреблению.

Рекомендация: При выборе прямого аналога обязательно проверяйте распиновку, напряжение питания, наличие всей необходимой периферии и запасы по памяти. MKL04Z32VLF4 остается сбалансированным решением в своем классе, особенно в экосистеме NXP.