Freescale MC68HC711E20CFN4

Отличный выбор! MC68HC711E20CFN4 — это классический 8-битный микроконтроллер (МК) семейства HC11 от Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors), который широко использовался в промышленной автоматике, автомобильной электронике и учебных процессах в 90-х и начале 2000-х годов.

Краткое описание

MC68HC711E20 — это высокоинтегрированный 8-битный МК с ядром CPU11, построенный на усовершенствованной архитектуре M68HC11. Его ключевая особенность — внутрисхемное программирование конфигурации и памяти EEPROM через последовательный интерфейс (bootloader), что значительно упрощало разработку и обновление прошивки. Модель CFN4 обозначает конкретный вариант корпуса и температурного диапазона.

Это был "рабочая лошадка" своего времени, сочетающая хорошую производительность, богатую периферию и развитые средства разработки.

Технические характеристики

• Ядро: 8-битное, M68HC11, тактовая частота до 3 MHz (цикл команды 500 нс).
• Память:
  • 20 КБ UV-стираемого или маскируемого ROM (в данной версии, вероятно, маска).
  • 512 байт EEPROM (электрически стираемая) — одна из ключевых фишек, позволяющая хранить данные и программу, перезаписываемую на месте.
  • 768 байт ОЗУ (RAM).
  • 512 байт энергонезависимого ОЗУ (с опциональным резервным питанием).
• Периферия:
  • Многоканальный 8-битный АЦП (8 каналов или 4 с дифференциальным входом).
  • Таймерная система: 16-битный основной таймер с 3 каналами ввода-захвата и 5 каналами вывода-сравнения (один из которых — 8-битный ШИМ).
  • Последовательные интерфейсы:
    • Асинхронный последовательный порт (SCI) для связи типа UART.
    • Синхронный последовательный порт (SPI) для высокоскоростной связи с периферией.
  • Сторожевой таймер (COP Watchdog).
  • Схема сброса по питанию (POR).
  • Часы реального времени (RTC) с резонатором 32.768 кГц.
• Ввод/Вывод: 38 линий общего назначения I/O (многие с альтернативными функциями периферии).
• Напряжение питания: 5 В ±10%.
• Потребление: Типичное значение в активном режиме ~15-20 мА.
• Температурный диапазон: Суффикс 4 в CFN4 обычно указывает на коммерческий диапазон 0°C до +70°C. Для промышленного (-40°C до +85°C) использовались другие суффиксы.
• Корпус: FN — пластиковый корпус PLCC с 52 выводами (квадратный, с ножками по периметру).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale/Motorola была сложной. Основные отличия в суффиксах:

• MC68HC711E20CFN4 — конкретно ваша версия: Commercial (0°C to +70°C), PLCC-52.
• MC68HC711E20CFN2 / CFN3 — Вероятно, промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C).
• MC68HC711E20CV4 / MC68HC711E20CP4 — Версии в корпусах PQFP-52 (V) и DIP-48 (P) соответственно.
• MC68HC711E9CFN2 — Близкий аналог, но с 12 КБ ROM и 512 байт EEPROM. Отличается объемом памяти.
• MC68HC711E20CFU3 — Версия в корпусе PGA-52 (керамический, с штырьковыми выводами).

Важно: Последняя цифра (2,3,4) часто обозначала ревизию маски или температурный диапазон, и эта информация могла различаться в разных каталогах. Точные данные нужно сверять по Data Sheet.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги в семействе HC11 (замена "на плате" с учетом корпуса и функций):

• MC68HC711E9 — Младшая модель с 12 КБ ROM. Часто программно совместима, если не используется вся память E20.
• MC68HC711E20 в других корпусах (DIP, PQFP) — Полный функциональный аналог.
• MC68HC711E12 — Модель с 12 КБ ROM, но с дополнительным CAN 2.0A контроллером (важно для автомобильных применений).
• MC68HC711K4 — Модель с 24 КБ ROM/EEPROM, 768 байт RAM, 8-канальным 8-битным АЦП и J1850 интерфейсом. Более продвинутая, но архитектурно совместимая.
• MC68HC11E1 / E0 — Более ранние версии с аналогичной периферией, но другим объемом памяти (например, 512 байт EEPROM у E1).

2. Эволюционные наследники (от NXP):

Семейство HC11 было впоследствии заменено более современными 8-битными и 32-битными архитектурами. Прямых pin-to-pin замен нет, но есть логические наследники:

• S08 Family (например, MC9S08): Прямой эволюционный наследник ядра HC11 с улучшенной производительностью, низким напряжением питания (3.3В/5В) и богатой периферией. Для миграции требуется переработка схемы и кода, но архитектура команд знакомая.
• HC12 Family (например, MC9S12): 16-битное развитие HC11 с обратной совместимостью по объектному коду для многих команд. Использовалось в автомобильной промышленности.
• ColdFire V1 (например, MCF51): 32-битные микроконтроллеры, некоторые модели которых имеют режим эмуляции HC11 для упрощения миграции.

3. Совместимые по функционалу МК от других производителей (на период выпуска HC11):

• Microchip PIC18F (с аппаратным умножением, EEPROM) — Популярные 8-битные МК, но с совершенно другой архитектурой.
• Atmel ATmega128/2560 (AVR) — Имеют большое количество памяти, EEPROM и периферии.
• Intel 8051 / 80C51 и его многочисленные клоны (от Siemens, Philips, etc.) — Конкурирующая 8-битная архитектура.

Заключение

MC68HC711E20CFN4 — это легендарный, полностью интегрированный 8-битный МК, идеальный для изучения архитектуры HC11. Сегодня он представляет в основном исторический и образовательный интерес, а также используется для поддержки старого парка оборудования. Для новых проектов целесообразно рассматривать современные семейства, такие как NXP S08 или Microchip PIC18/AVR, обладающие лучшим соотношением производительности, энергопотребления и стоимости.

Рекомендация: Для работы с этим МК найдите официальный Data Sheet (документ MC68HC711E20TS/D или аналогичный) и Reference Manual по семейству M68HC11.