Freescale MC68331CFC16

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) MC68331CFC16 — это легендарный 32-битный микроконтроллер из семейства MC68300, который широко использовался в промышленной автоматике, автомобильной электронике, телекоммуникациях и военной технике в 1990-х и начале 2000-х годов.

Общее описание

MC68331 — это высокоинтегрированный микроконтроллер на базе ядра CPU32 (усовершенствованная 32-битная версия процессора Motorola 68000). Его ключевая особенность — модульная архитектура, состоящая из ядра и набора независимых, функционально завершенных модулей (TIM, QSM, SCIM, GPT, Chip Select и т.д.), которые общаются через внутреннюю шину. Это позволяло гибко конфигурировать систему.

Модель MC68331CFC16 расшифровывается так:

• MC — серия Motorola/Freescale.
• 68331 — базовое обозначение модели.
• C — корпус: CQFP (Ceramic Quad Flat Pack).
• F — температурный диапазон: Расширенный промышленный (-40°C до +85°C). Вариант "V" означал автомобильный (-40°C до +125°C).
• C — диапазон тактовой частоты ядра: 16.78 MHz.
• 16 — объем встроенной ОЗУ (SRAM): 2 КБ.

Основное назначение: Встраиваемые системы, требующие 32-битной производительности, развитой периферии и высокой надежности. Типичные применения: программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы управления двигателями, сетевые маршрутизаторы, бортовые системы в аэрокосмической и автомобильной отраслях.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура / Ядро | 32-битное ядро CPU32 (набор команд MC68010/MC68020) | | Тактовая частота | До 16.78 МГц (для версии CFC16). Существовали версии на 20.97 МГц. | | Производительность | ~ 2.8 MIPS на 16.78 МГц | | Встроенная память | • ОЗУ (SRAM): 2 КБ (в версии CFC16)
• ПЗУ/Flash/EEPROM: Отсутствует. Память программы располагалась внешней. | | Периферийные модули | • Модуль системной интеграции (SIM): управление сбросом, режимами работы, часами, шиной.
• Модуль общей временной базы (GPT): 2x 16-битных таймера, 2x канала ШИМ (PWM), вход для захвата.
• Модуль очередного канала (QSM): включает SCI (2 асинхронных последовательных порта UART) и QSPI (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
• Модуль таймера (TIM): 4x 16-битных таймера с захватом/сравнением.
• Модуль выбора кристалла (Chip Select): 12 программируемых сигналов выбора микросхем для работы с внешней памятью и периферией. | | Внешняя шина | 24-битная шина адреса (до 16 МБ адресного пространства), 16-битная шина данных. Поддерживает мультиплексированный и немультиплексированный режимы. | | Прерывания | 7 уровней прерываний, векторная таблица. | | Напряжение питания | 5.0 В ±10% (одно напряжение для ядра и вводов/выводов). | | Потребляемый ток | ~ 60-80 мА (типично, на 16 МГц). | | Корпус | CQFP-132 (керамический, для расширенного температурного диапазона). | | Температурный диапазон | -40°C до +85°C (расширенный промышленный). |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Полные парт-номера для MC68331:

• MC68331CFC16 — основной номер, который вы указали.
• MC68331CEC16 — версия в пластиковом корпусе PQFP-132 для коммерческого температурного диапазона (0°C до +70°C).
• MC68331VFC16 — версия в керамическом корпусе для автомобильного температурного диапазона (-40°C до +125°C).
• MC68331CFC20 — версия на 20.97 МГц с 2 КБ ОЗУ.
• MC68331RC16 / MC68331RC20 — версии с 0 КБ ОЗУ (только ядро и периферия).

Прямые аналоги и функционально совместимые модели:

1. Внутри семейства 68300:

   • MC68332 — Прямое развитие 68331. Главное отличие — наличие модуля Time Processing Unit (TPU) — высокопроизводительного специализированного процессора для управления таймерами и событиями в реальном времени (управление двигателями). Имеет 2 КБ ОЗУ. Полностью совместим по выводам и архитектуре с 68331.
   • MC68333 — Аналогичен MC68332, но имеет 0 КБ ОЗУ.
   • MC68334 — Имеет 4 КБ ОЗУ и TPU.
   • MC68336 — "Эконом-версия" 68331, некоторые модули (например, TIM) отсутствуют.
   • MC68376 — Более продвинутая модель с модулем CAN 2.0B и большей интеграцией.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin):

   • MC68F333 — Версия MC68332 со встроенной Flash-памятью (64 КБ или 128 КБ). Это один из самых популярных и желанных прямых аналогов, так как устраняет необходимость во внешней памяти программы.
   • MC68EN333 — Сетевой вариант с контроллером Ethernet (FEC).

3. Функциональные преемники (от NXP):

   • Серия MPC5xx (PowerPC) — Более современные 32-битные контроллеры для автомобильной и промышленной электроники (например, MPC555, MPC565). Архитектурно иные (ядро PowerPC), но занимают ту же нишу.
   • Серия MC56F8xxx (DSC - Digital Signal Controllers) — Гибриды MCU и DSP. Могут использоваться в задачах, где раньше применяли 68331+TPU (управление двигателями).
   • Серия S32K (ARM Cortex-M) — Современное семейство автомобильных микроконтроллеров NXP на ядре ARM. Прямой наследник по рыночному назначению.

Важное замечание: Хотя многие модели (особенно 68332, 68F333) являются полностью совместимыми по выводам и коду, переход на них требует проверки даташитов, так как могут быть отличия в работе некоторых регистров периферии и, конечно, необходима адаптация кода под Flash-память в случае 68F333.