Freescale mc9s08sh4

Отличный выбор для знакомства с классическими 8-битными микроконтроллерами Freescale (ныне NXP). MC9S08SH4 — это представитель линейки HCS08 (HCS08 Family), известной своей надежностью, низким энергопотреблением и богатой периферией для своих возможностей.

Общее описание MC9S08SH4

MC9S08SH4 — это 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08, оптимизированный для cost-sensitive приложений, требующих хорошего баланса между производительностью, количеством линий ввода-вывода и энергопотреблением.

Ключевые особенности:

• Ядро: HCS08, тактовая частота до 20 МГц (внутренняя шина 10 МГц при внешнем тактировании 20 МГц).
• Архитектура: CISC, с полной совместимостью снизу вверх с классическим ядром HC08.
• Флэш-память: 4 КБ (отсюда цифра "4" в названии). С поддержкой записи/стирания на лету.
• ОЗУ: 256 байт.
• Энергопотребление: Очень низкое, с несколькими режимами ожидания (Wait, Stop3, Stop2) для батарейных применений.
• Надежность: Высокий иммунитет к EMI и широкий диапазон рабочих напряжений.

Подробные технические характеристики

Ядро и память:

• ЦП: 8-битное ядро HCS08 (до 10 МГц на шине).
• Тактовая частота: До 20 МГц (внешний резонатор/генератор). Имеет внутренний генератор (ICG) с точностью ±1% для работы без внешних компонентов.
• Флэш-память (Flash): 4 КБ с возможностью защиты от чтения/записи.
• ОЗУ (RAM): 256 байт.
• Энергонезависимая память (EEPROM): Отсутствует (важное отличие от некоторых других моделей серии SH).

Периферия:

• Таймеры:
  • 1x 16-битный таймер (TIM1) с 2 каналами ввода-вывода (Input Capture / Output Compare) и счетчиком импульсов.
  • 1x 2-канальный 16-битный таймер (TPM1) с поддержкой ШИМ (PWM).
• Аналоговая периферия:
  • 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter) с 8 каналами.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 1x последовательный интерфейс SCI (UART).
  • 1x последовательный интерфейс SPI.
  • I²C (IIC) отсутствует (важное ограничение).
• Системная периферия:
  • Встроенный источник сброса (Internal Reset, IRST).
  • Сторожевой таймер (COP Watchdog).
  • Таймер реального времени (RTC) с отдельным источником тактирования от 32.768 кГц.
  • Монитор напряжения (LVD, LVR).
• Линии ввода-вывода (GPIO): До 16 линий (в 20-пиновом корпусе), с программируемой силой тока и подтяжками.

Электрические параметры:

• Напряжение питания: 1.8 В — 3.6 В (основной диапазон для работы всей периферии). Может работать от 1.8 В до 5.5 В с ограничениями по частоте.
• Температурный диапазон: От -40°C до +85°C (Industrial).
• Ток потребления:
  • Рабочий: ~5 мА при 20 МГц.
  • Режим ожидания (Wait): ~1.5 мА.
  • Режим остановки (Stop3): ~1.5 мкА (типовое значение с сохранением RAM).

Корпуса:

• TSSOP-20 (наиболее распространенный)
• SOIC-20
• PDIP-20 (для прототипирования)

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Парт-номер формируется по маске: MC9S08SH4xxxF Где xxx — это код, указывающий на корпус, температурный диапазон и вариант поставки.

Наиболее распространенные:

• MC9S08SH4CTJ – TSSOP-20, Industrial temp. (-40°C to +85°C), лента на бобине (Tape & Reel).
• MC9S08SH4CPJ – PDIP-20, Industrial temp., трубка (Tube). Идеален для макетирования.
• MC9S08SH4CSC – SOIC-20, Industrial temp., трубка.

Также существуют:

• MC9S08SH4VSC – SOIC-20, расширенный температурный диапазон (-40°C to +125°C, Automotive).
• MC9S08SH4VTJ – TSSOP-20, Automotive temp.

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства HCS08)

При выборе аналога или замены важно смотреть на совместимость по выводам (pin-to-pin) и по периферии (drop-in replacement).

1. Прямые аналоги и варианты с другим объемом памяти (Pin-to-Pin совместимы в том же корпусе):

• MC9S08SH8 – 8 КБ Flash, 512 байт RAM. Прямая замена с удвоенной памятью.
• MC9S08SH32 – 32 КБ Flash, 2 КБ RAM. Максимально начинённая версия в линейке SH.
• MC9S08SH16 – 16 КБ Flash, 1 КБ RAM.
• MC9S08SH12 – 12 КБ Flash, 512 байт RAM.

2. Близкие по характеристикам, но с другой периферией (требует проверки распиновки и библиотек):

• MC9S08SG(x) – Более простая линейка. Меньше таймеров, часто нет RTC, но дешевле. Например, MC9S08SG8.
• MC9S08QD(x) – Сверхбюджетная серия в мелких корпусах (8-16 пинов). Крайне мало памяти и периферии (например, MC9S08QD4).
• MC9S08PA(x) – Линейка с фокусом на аналоговую периферию (более точный АЦП, компаратор) и наличие EEPROM. Хорошая альтернатива, если нужна EEPROM.
• MC9S08AC(x) – Классическая серия с большим набором периферии, включая CAN-модуль (например, MC9S08AC128).

3. Современные 32-битные аналоги (от NXP): Для новых разработок NXP рекомендует переходить на более производительные и энергоэффективные ядра Cortex-M0+.

• KE02 Series (ARM Cortex-M0+) – Прямой наследник и рекомендуемая замена для 8-битных S08. Имеют схожую периферию, низкое энергопотребление, большую производительность и объем памяти. Например, MKE02Z64VLD4 (64 КБ Flash, 4 КБ RAM, LQFP-32) можно рассматривать как функциональную замену с миграцией кода.

Области применения MC9S08SH4:

• Пульты дистанционного управления (благодаря RTC и низкому потреблению).
• Датчики и сенсорные узлы.
• Простые блоки управления в бытовой технике.
• Игрушки и электронные гаджеты.
• Системы сигнализации и безопасности.

Вывод: MC9S08SH4 — это проверенный, надежный 8-битный контроллер для несложных задач с требованием к низкому энергопотреблению и стоимости. Для новых проектов стоит рассмотреть более современные аналоги из серии NXP KE02.