Freescale MC9S08RD16PE

Отличный выбор! Freescale MC9S08RD16PE — это классический 8-битный микроконтроллер (МК) семейства HCS08, который широко использовался в промышленной и бытовой электронике благодаря надежности, хорошему набору периферии и доступности.

В 2015 году компания Freescale была приобретена NXP Semiconductors, поэтому сейчас этот МК относится к портфелю NXP. Производство некоторых версий может быть сокращено или переведено в статус "для устаревающих дизайнов" (Not Recommended for New Designs - NRND).

Описание и основные особенности

MC9S08RD16 — это флагманская модель линейки S08R с максимальным объемом Flash-памяти в семействе. Буквы в суффиксе PE обозначают специфичный вариант корпуса и температурный диапазон:

• P – корпус LQFP.
• E – расширенный температурный диапазон (-40°C до +85°C).

Ключевые особенности:

• Ядро HCS08: Высокопроизводительное 8-битное ядро с тактовой частотой до 20 МГц (до 40 МГц внутренней шины при использовании внутреннего генератора).
• Высокая интеграция: Содержит на кристале всю необходимую периферию для построения законченного устройства, что минимизирует внешние компоненты.
• Надежность: Имеет встроенный монитор питания (LVD), сторожевой таймер (COP) и часы реального времени (RTC) с отдельным источником питания.
• Гибкость питания: Работает от широкого диапазона напряжений (1.8В до 3.6В), что позволяет использовать его в устройствах с батарейным питанием.
• Цифровая периферия: Богатый набор таймеров (PWM, входы захвата/сравнения), последовательных интерфейсов.
• Аналоговая периферия: Встроенный АЦП и компаратор.

Технические характеристики (кратко)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | 8-битное Freescale (NXP) HCS08, CISC-архитектура | | Тактовая частота | До 20 МГц (частота шины до 40 МГц с внутренним PLL) | | Память | 16 КБ Flash EEPROM, 1 КБ ОЗУ (RAM) | | Энергонезависимая память | 512 байт Data Flash (отдельный блок для хранения данных) | | Напряжение питания | 1.8 В — 3.6 В (для всей периферии и памяти) | | Температурный диапазон | -40°C ... +85°C (индекс E), также есть вариант для 0...+70°C | | Периферия (ключевые модули) | • АЦП: 10-разрядный, 16 каналов, скорость до 100 ksps
• Таймеры: 2-канальный TIM1 (PWM, захват/сравнение), 6-канальный TPM2 (PWM, захват/сравнение)
• Последовательные интерфейсы: 1x SCI (UART), 1x SPI, 1x I²C
• Компаратор: 1 аналоговый компаратор (ACMP)
• RTC: Часы реального времени с отдельным питанием (от 1.4В)
• Генератор тактовых импульсов (ICG): Внутренний генератор, не требует внешнего кварца | | Сторожевые таймеры | COP (сторожевой таймер), LVD (монитор пониженного напряжения) | | Количество линий I/O | До 38 (зависит от корпуса и конфигурации) | | Корпуса | LQFP-32 (версия PE), также существуют в QFN-32, DIP-28 |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основные варианты в семействе MC9S08RD16 различаются по корпусу, температурному диапазону и объему памяти. Все имеют одинаковые 16 КБ Flash.

| Парт-номер | Корпус | Темп. диапазон | Описание | | :--- | :--- | :--- | :--- | | MC9S08RD16CPE | LQFP-32 | -40°C до +85°C | Основной промышленный вариант. | | MC9S08RD16CFPE | LQFP-32 | -40°C до +85°C | Версия с Lead-Free (бессвинцовыми) выводами. | | MC9S08RD16VPE | LQFP-32 | -40°C до +85°C | Аналогично CPE, может иметь незначительные отличия в спецификации. | | MC9S08RD16CTG | QFN-32 | -40°C до +85°C | Компактный корпус без выводов. | | MC9S08RD16MPBE | DIP-28 | -40°C до +85°C | Двухрядный корпус для макетирования. | | MC9S08RD16CPC / CVC | LQFP-32 | 0°C до +70°C | Коммерческий температурный диапазон. |

Примечание: Наиболее распространенный и востребованный вариант — MC9S08RD16CPE или MC9S08RD16CFPE.

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать в двух аспектах: пиновая и программная совместимость в семействе и аналоги от других производителей.

1. Совместимые модели внутри семейства NXP (Freescale) HCS08 / S08R

Эти микроконтроллеры имеют одинаковое ядро, систему команд и часто — схожие периферийные модули. Переход между ними требует внимания к распиновке и ревизии периферии.

• По пинам и периферии (прямые аналоги с другим объемом памяти):

  • MC9S08RD32PE – Абсолютно совместим по корпусу и периферии, но имеет 32 КБ Flash и 2 КБ RAM. Является старшей моделью в серии RD.
  • MC9S08RD8PE – Имеет 8 КБ Flash и 512 Б RAM. Прямая замена при нехватке памяти у RD16, но может потребовать адаптации кода из-за меньшего объема RAM.
  • MC9S08RD4PE – Имеет 4 КБ Flash и 256 Б RAM.

• Более новые 8-битные МК от NXP (рекомендуется для новых проектов):

  • S08P Family: Прямые наследники S08R с улучшенной производительностью (до 50 МГц), большей периферией (USB, LCD) и пониженным энергопотреблением. Например, MC9S08PT16. Не являются пиново-совместимыми, но архитектура и инструменты (CodeWarrior, Processor Expert) очень похожи.
  • S08LL Family: Сверхнизкопотребляющие МК для батарейного питания.

2. Аналоги от других производителей (функциональная замена)

При поиске замены нужно ориентироваться на схожие характеристики: 8-битное ядро, ~20 МГц, 16 КБ Flash, 1 КБ RAM, набор периферии (АЦП, UART, SPI, I2C, таймеры).

• Microchip (Atmel) AVR:
  • ATmega328P (знаменитый "мозг" Arduino Uno) – 16 МГц, 32 КБ Flash, 2 КБ RAM, богатая периферия. Один из самых популярных 8-битных МК в мире.
  • ATmega16/32A – Классические МК для промышленности.
• STMicroelectronics STM8:
  • STM8S003F3 / STM8S103F3 – Недорогие и популярные МК в корпусе TSSOP-20. 16 МГц, 8 КБ Flash, 1 КБ RAM.
  • STM8S105x / STM8S207x – Более мощные модели с большим объемом памяти и периферией (до 128 КБ Flash).
• Renesas RL78:
  • R5F10xxx серии – Энергоэффективные 8/16-битные МК, прямые конкуренты в промышленном сегменте.

Важное замечание: При переходе на аналог от другого производителя потребуется полная переработка программного кода и схемы, так как архитектура ядра, набор регистров периферии и инструменты разработки (компилятор, отладчик)完全不同.