Freescale TWR-K70F120M

Отличный выбор! TWR-K70F120M — это одна из самых популярных и мощных оценочных плат (Tower System) от Freescale (ныне NXP Semiconductors) для знакомства с высокопроизводительными микроконтроллерами на ядре ARM Cortex-M4.

Описание платы TWR-K70F120M

TWR-K70F120M является частью модульной системы Tower System. Это не монолитная плата, а сборка из двух основных модулей:

1. TWR-K70F120M Main Board: Собственно, сама оценочная плата с микроконтроллером MK70FN1M0VMJ12, всей необходимой обвязкой, отладчиком и набором периферии.
2. TWR-Elevator: Базовый "лифт", который служит механическим основанием и обеспечивает соединение с дополнительными модулями (TWR-прототипирование, TWR-LCD, TWR-SER, TWR-MMC и др.) через стандартизированные разъемы.

Основное назначение: Разработка и прототипирование встраиваемых систем, требующих высокой вычислительной мощности, большого объема памяти, работы с графикой, сложных сетевых протоколов (через дополнительный модуль Ethernet) и точного аналогового контроля. Идеально подходит для задач промышленной автоматизации, медицинского оборудования, приборных панелей, сетевых устройств.

Ключевые особенности:

• Модульность системы Tower: Возможность быстрого расширения функциональности.
• Встроенный отладчик OpenSDA (CMSIS-DAP): Позволяет программировать и отлаживать МК через USB без внешних программаторов.
• Богатый набор onboard-периферии для начала работы "из коробки".
• Поддержка множества ПО: Официальные IDE (CodeWarrior, Kinetis Design Studio), а также популярные сторонние среды (Keil MDK, IAR Embedded Workbench, MCUXpresso).

Технические характеристики

1. Микроконтроллер (на основной плате)

• Модель: MK70FN1M0VMJ12
• Ядро: ARM Cortex-M4 с блоком одинарной точности FPU (Floating Point Unit).
• Тактовая частота: До 120 МГц.
• Память:
  • Flash: 1 МБ
  • SRAM: 128 КБ
  • EEPROM (эмулируемая во Flash): 4 КБ
• Системная шина: Перекрестная коммутационная матрица (Crossbar Switch).

2. Периферия на основной плате (TWR-K70F120M)

• Отладка/Интерфейс ПК:
  • OpenSDA (Open Standard Debug Access): Интерфейс отладки и виртуального COM-порта через Micro-USB.
  • Разъемы для внешнего JTAG/SWD.
• Ввод/Вывод:
  • Кнопки сброса и пользовательская.
  • 4 пользовательских светодиода.
  • Потенциометр (для АЦП).
  • Термистор (для АЦП).
  • Разъемы для Tower-модулей (подключение лифта и дополнительных плат).
• Связь:
  • UART: Доступен через виртуальный COM-порт OpenSDA.
  • I²C: Датчик температуры/давления MPL3115A2.
  • SPI: Светодиодный индикатор (3x-цветный).
  • Ethernet: Для подключения требуется дополнительный модуль TWR-ETH (с контроллером IEEE 1588).
• Питание:
  • От USB (через OpenSDA) или от внешнего источника 6-12 В.
  • Встроенные регуляторы напряжения.

3. Характеристики системы при использовании с TWR-Elevator

• Механическое и электрическое соединение для до 4 дополнительных модулей Tower.
• Легкий доступ ко всем сигналам МК через разъемы.

Парт-номера и совместимые модели

Основные парт-номера (Ordering Codes):

• TWR-K70F120M – Стандартный комплект, включающий основную плату TWR-K70F120M и модуль TWR-Elevator.
• TWR-K70F120M-KIT – Расширенный комплект, который может включать дополнительные модули (например, TWR-LCD, TWR-PROTO) или кабели. Точный состав нужно уточнять у поставщика.

Совместимые микроконтроллеры (аналоги и варианты):

Плата предназначена конкретно для MK70FN1M0, но семейство Kinetis K70 обширно. Она совместима по выводам (pin-to-pin) и программно с многими МК этой серии, отличающимися объемом памяти и набором периферии. Важно сверяться с даташитами.

• Прямая замена на плате: Микроконтроллеры в корпусе 144-LQFP, такие как:
  • MK70FN1M0VMJ12 (именно этот на плате)
  • MK70FN1M0VMF12 (с аналоговой частью)
• Совместимые по выводам МК из семейства K70: Модели с суффиксами ...MJ12 или ...VMF12 с объемом Flash 512КБ, 1МБ.
• Более новые аналоги от NXP:
  • Серия Kinetis K7x (преемники): Микроконтроллеры на Cortex-M4/M7.
  • Серия MCX N: Часть современного портфолио NXP, предлагающая более новые ядра и периферию. Для миграции с K70 стоит рассматривать как вариант.

Совместимые модули Tower System (TWR-модули):

Одно из главных преимуществ системы. С платой совместимы десятки модулей. Вот ключевые:

• TWR-ELEV – Базовый лифт (уже в комплекте).
• TWR-PROTO – Монтажная площадка для прототипирования.
• TWR-LCD – Модуль с графическим ЖК-дисплеем и сенсорным экраном.
• TWR-ETH – Критически важный модуль для добавления интерфейса Ethernet (10/100 Мбит/с) с поддержкой IEEE 1588 PTP.
• TWR-SER – Модуль с интерфейсами RS-232, RS-485, CAN.
• TWR-MMC – Модуль для SD/MMC карт памяти.
• TWR-AUDIO – Аудиомодуль с кодеком и усилителем.
• TWR-BATT – Модуль для работы с батареями.
• TWR-PWR – Модуль расширенного управления питанием.
• TWR-KV10 – Модуль с дополнительным МК для изучения взаимосвязи процессоров.

Совместимое программное обеспечение и экосистема:

• IDE/SDK: MCUXpresso IDE (бесплатная среда от NXP), Keil MDK, IAR Embedded Workbench.
• Конфигураторы: MCUXpresso Config Tools (для настройки выводов, тактирования, периферии).
• Драйверы и ПО: MCUXpresso SDK (бесплатный комплект драйверов, middleware и примеров для семейства Kinetis K70).
• Операционные системы: Поддерживается широким спектром ОСРВ: FreeRTOS, ThreadX, µC/OS и др.

Итог

TWR-K70F120M — это профессиональная, гибкая и мощная платформа для разработки. Ее модульность позволяет "собирать" нужный стенд под конкретную задачу, а наличие 120-МГц Cortex-M4 с FPU и FPU делает ее актуальной для сложных вычислений. Ключевым ограничением "из коробки" является отсутствие Ethernet, для которого требуется приобретать отдельный модуль TWR-ETH. Для начала работы с этим МК сегодня рекомендуется использовать современный инструментарий MCUXpresso от NXP.