Freescale MC912DG128CCPVE

Отличный выбор! Freescale MC912DG128CCPVE — это классический 16-битный микроконтроллер семейства HCS12 (или 9S12) от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Он широко использовался и продолжает использоваться в автомобильной электронике, промышленной автоматизации и учебных процессах.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Краткое описание

MC912DG128CCPVE — это высокопроизводительный 16-битный микроконтроллер с ядром CPU12 (усовершенствованное 16-битное ядро на базе CPU11). Ключевая особенность — высокая степень интеграции периферии на одном кристалле, что делает его идеальным для сложных встроенных систем. Модель "CPVE" указывает на конкретный корпус, температурный диапазон и вариант памяти.

• Основное назначение: Сложные системы управления с большим количеством периферии и коммуникационных интерфейсов (автомобильные блоки управления кузовом, приборные панели, промышленные контроллеры).
• Архитектура: 16-битная, с линейной адресацией памяти.
• Ядро: CPU12 (рабочая частота до 25 МГц от внутреннего PLL).

Детальные технические характеристики

1. Ядро и память:

• Архитектура: 16-битное ядро HCS12 (CPU12).
• Тактовая частота: До 25 МГц (при работе от внутреннего PLL с внешним кварцем 4-16 МГц).
• Флеш-память (EEPROM): 128 КБ — основной объем программируемой памяти.
• EEPROM (байт-адресуемая): 2 КБ — для хранения данных, сохраняющихся при отключении питания.
• ОЗУ (RAM): 8 КБ.
• Дополнительная EEPROM (в блоке D-Flash): Еще 2 КБ (часто используется для калибровочных данных).

2. Периферийные модули (главная сила микроконтроллера):

• Таймеры (TIM): 2 стандартных 16-битных таймерных модуля (8 каналов каждый), поддерживающих ввод/вывод, захват, сравнение и ШИМ.
• Модуль ШИМ (PWM): 8-канальный, 8-битный или 16-битный, с возможностью синхронизации.
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 модуля асинхронного последовательного интерфейса (RS-232).
  • SPI: 2 модуля синхронного периферийного интерфейса (до 12.5 Мбит/с).
  • I²C (IIC): 1 модуль (до 400 кГц).
  • CAN: 2 модуля контроллерной сети (CAN 2.0 A/B) — критически важно для автомобильных применений.
  • BDLC: 1 модуль (протокол J1850 для автомобилей).
• АЦП: 16-канальный, 10-битный аналого-цифровой преобразователь с временем преобразования ~7 мкс.
• Модуль управления тактированием (PLL): Позволяет генерировать высокую внутреннюю частоту из низкочастотного внешнего кварца.
• Сторожевой таймер (COP): Контроллер сбоя программы.
• Модуль прерываний (IRQ): Внешние и внутренние прерывания с маскируемыми уровнями.

3. Системные характеристики:

• Напряжение питания: 5.0 В (номинальное, для ядра и ввода/вывода). Существуют версии на 3.3В, но CPVE — 5В.
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C). (Суффикс "C" в номенклатуре).
• Корпус: 112-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package). (Суффикс "PV" указывает на корпус LQFP).
• Количество линий ввода/вывода (I/O): До 91 программируемого линии ввода/вывода (в зависимости от конфигурации периферии).

Парт-номер (Part Number) и расшифровка

Полный парт-номер: MC912DG128CCPVE

Расшифровка по номенклатуре Freescale:

• MC = Motorola/Freescale Microcontroller.
• 9 = Семейство (9 = 8/16-бит).
• 12 = Архитектура ядра (HCS12).
• D = Семейство микросхем (внутренняя классификация).
• G = Вариант набора периферии.
• 128 = Объем флеш-памяти в КБ (128 КБ).
• C = Температурный диапазон (C = Commercial/Industrial, -40°C to +85°C).
• C = Вариант пакета/частоты (уточняющий символ).
• PV = Тип корпуса (PV = 112-pin LQFP).
• E = Версия маски (ревизия кристалла, часто указывает на исправление errata).

Альтернативные/похожие парт-номера в той же линейке:

• MC9S12DG128CPVE — Фактически, синоним. После ребрендинга семейство MC912 стало MC9S12. Эти номера взаимозаменяемы.
• MC9S12DG128CFVE — Версия в корпусе 80-контактный QFP (меньше линий I/O).
• MC9S12DG128BCPVE — Версия с 64 КБ флеш-памяти.
• MC9S12DG256CPVE — Версия с 256 КБ флеш-памяти и 12 КБ ОЗУ.
• MC9S12DG128VPVE — Версия с напряжением питания 3.3В (2.7В - 3.6В).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги (полная совместимость по выводам и периферии):

• MC9S12DG128CPVE — Тот же чип под обновленной номенклатурой. 100% совместим.
• Модели с тем же корпусом (112-LQFP) и суффиксом "CPV" в той же серии DG128. Совместимость на уровне распиновки и основных характеристик.

2. Модели с совместимостью по коду (внутри семейства HCS12/D): Микроконтроллеры семейства 9S12D имеют одинаковое ядро CPU12 и схожую организацию памяти/периферии. При переходе между ними требуется проверка:

• Распиновка (Pinout): Может отличаться.
• Объем памяти: Флеш, ОЗУ, EEPROM.
• Наличие конкретных модулей (например, второго CAN или BDLC).
• Ревизия ядра и errata.

Популярные семейства для миграции/анализа:

• MC9S12C серия — Более простая, меньше памяти и периферии (например, MC9S12C128).
• MC9S12XE серия — Продвинутая версия с ядром XGATE (сопроцессор для обработки прерываний), более высокая производительность, больше памяти. Не является прямой заменой по выводам, но является эволюционным развитием.
• MC9S12G серия — Более современная и экономичная версия с улучшенной периферией и ядром S12 MagniV (интегрированные драйверы). Требует перехода на новую экосистему.

3. Современные аналоги от NXP (рекомендация для новых проектов): Для новых разработок NXP рекомендует переходить на более современные и энергоэффективные архитектуры:

• S32K1xx серия (на ядре ARM Cortex-M): Флагманская замена для автомобильных применений. Широкий выбор, современные инструменты, поддержка AUTOSAR.
  • Аналогом по функционалу (2xCAN, таймеры, АЦП) может быть, например, S32K116 или S32K148 (в зависимости от требований к производительности и памяти).
• MACHC серия (на ядре ARM Cortex-M0+): Экономичная замена для простых приложений.
• MPC56xx серия (Power Architecture) — Для более требовательных автомобильных задач.

Важное примечание

MC912DG128CCPVE — проверенный временем, надежный микроконтроллер, но он находится в стадии "Not Recommended for New Designs (NRND)" или "Active" с ограниченной поддержкой. При старте нового проекта настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги (S32K, MACHC), которые предлагают лучшую производительность, энергоэффективность, доступность и современную среду разработки.