Freescale MC9S08QE64CLH

Freescale (NXP) MC9S08QE64CLH - 8-битный микроконтроллер семейства HCS08

Общее описание: MC9S08QE64CLH — это высокопроизводительный 8-битный микроконтроллер из семейства Freescale (ныне NXP) HCS08. Он построен на ядре S08, оптимизированном для обеспечения низкого энергопотребления и высокой производительности при работе на тактовых частотах до 20 МГц. Микроконтроллер ориентирован на широкий спектр встраиваемых приложений: от бытовой электроники и промышленного управления до автомобильных систем (не критичных к безопасности) и интеллектуальных датчиков.

Его ключевые преимущества — богатая периферия, низкое энергопотребление в режимах ожидания, встроенный контроллер флэш-памяти с возможностью перезаписи в процессе работы (EEPROM-эмуляция) и устойчивость к электромагнитным помехам.

Ключевые технические характеристики:

1. Ядро и производительность:

   • Архитектура: 8-битное ядро HCS08 (Freescale S08).
   • Тактовая частота (CPU): До 20 МГтц (при внутреннем тактировании до 10 МГц, с внешним генератором или резонатором — до 20 МГц).
   • Шина: 8-битная.
   • Команды: Полный набор инструкций HCS08, включая инструкции для работы с таблицами.

2. Память:

   • Флэш-память программы: 64 КБ с возможностью чтения/записи в процессе работы (RWW).
   • ОЗУ (RAM): 4 КБ.
   • Память данных (EEPROM-эмуляция): 2 КБ, выделенных из флэш-памяти, с высокой стойкостью к циклам записи (до 100 000 циклов).

3. Периферия:

   • Таймеры:
     • 2-канальный 16-битный таймер (Timer/PWM Module — TPM1) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
     • 6-канальный 16-битный таймер (TPM2) с расширенными возможностями ШИМ.
   • Аналоговые интерфейсы:
     • 24-канальный 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter) с временем преобразования ~7 мкс.
     • Аналоговый компаратор (ACMP).
   • Коммуникационные интерфейсы:
     • Модуль последовательной связи (Serial Communications Interface — SCI) — асинхронный UART.
     • Модуль последовательной периферийной шины (Serial Peripheral Interface — SPI).
     • Модуль межпроцессорного интерфейса (Inter-Integrated Circuit — I²C).
   • Системные модули:
     • Встроенный тактовый генератор (Internal Clock Source — ICS), позволяющий работать без внешних кварцевых резонаторов.
     • Сторожевой таймер (Watchdog — COP).
     • Модуль контроля напряжения (Low-Voltage Detect — LVD).
     • Генератор случайных чисел (RNG).
     • Встроенный температурный датчик.

4. Ввод/Вывод и корпус:

   • Количество линий ввода/вывода: До 54 программируемых линий GPIO (зависит от конфигурации периферии и корпуса).
   • Корпус: LQFP-64 (обозначение CLH в парт-номере указывает именно на этот корпус).
   • Напряжение питания: От 2.7В до 5.5В (широкий диапазон).

5. Особенности:

   • Низкое энергопотребление: Поддержка режимов ожидания (Wait) и остановки (Stop3) с быстрым пробуждением.
   • Устойчивость: Высокая стойкость к электромагнитным помехам (EMC) и статическому электричеству (ESD).
   • Отладка: Встроенный модуль отладки (Background Debug Module — BDM) через однопроводной интерфейс.

Парт-номера (полные обозначения) и совместимые модели:

1. Прямые аналоги в разных корпусах и температурных диапазонах (семейство MC9S08QE64):

• MC9S08QE64CLH — Основная модель, LQFP-64 корпус, промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C).
• MC9S08QE64CLL — Аналог в корпусе QFN-64.
• MC9S08QE64CLK — Аналог в корпусе LQFP-52.
• MC9S08QE64CLD — Аналог в корпусе QFN-48.
• MC9S08QE64CLF — Аналог в корпусе LQFP-44.
• MC9S08QE64CPA — Аналог в корпусе DIP-40 (для макетирования).
• MC9S08QE64VLH / VLL и т.д. — Версии с расширенным температурным диапазоном (-40°C до +105°C), часто для автомобильных применений.

2. Совместимые модели в том же семействе (с разным объемом памяти и периферии):

• MC9S08QE32系列 — Полностью совместима по выводам и периферии, но имеет 32 КБ флэш-памяти и 2 КБ ОЗУ.
• MC9S08QE128系列 — Полностью совместима по выводам и периферии, но имеет 128 КБ флэш-памяти и 8 КБ ОЗУ (максимальная конфигурация в линейке QE).
• MC9S08QD系列 (QD2/QD4) — Близкое семейство с меньшим количеством периферии и выводов (корпуса от 16 до 44 выводов). Совместимость на уровне ядра и части периферии, но требует пересмотра разводки платы.

3. Современные аналоги/преемники от NXP: Семейство HCS08 продолжает выпускаться, но для новых разработок NXP часто рекомендует более современные 32-битные платформы. Однако, если требуется максимальная совместимость по выводам и периферии:

• MC9S08QE128 / MC9S08QE64 — Остаются актуальными и производятся. Для перехода с QE64 на QE128 часто требуется только изменение линкера (больше памяти).
• Семейство S32K1 (ARM Cortex-M) — Это уже 32-битные автомобильные МК. Не являются прямыми аналогами, но представляют собой современную замену для новых проектов, требующих большей производительности и функциональности.

Важное примечание: При замене или выборе аналога необходимо сверяться с технической документацией (Data Sheet) и документом по совместимости выводов (Pin Compatibility Document) для конкретных парт-номеров, чтобы учесть все различия в распиновке, периферии и рабочих характеристиках.