Freescale MC9S12DG256BCPV

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S12DG256BCPV, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S12DG256BCPV — это 16-битный микроконтроллер семейства HCS12 (или S12), разработанный компанией Freescale Semiconductor (которая была приобретена NXP Semiconductors). Он построен на высокопроизводительной 16-битной архитектуре CPU12 (усовершенствованная версия процессора Motorola 68HC12).

Этот МК был чрезвычайно популярен в автомобильной и промышленной электронике благодаря своей надежности, богатой периферии и широкому температурному диапазону. Его часто использовали в бортовых системах автомобилей (кузовная электроника, управление двигателем в ранних и средних по сложности системах), измерительных приборах и системах управления.

Ключевая особенность: Высокая степень интеграции — множество функций встроено в один кристалл, что уменьшает необходимость во внешних компонентах.

Суффикс в названии BCPV:

• B – Версия ядра (определяет тактовую частоту и набор инструкций).
• C – Рабочий температурный диапазон от -40°C до +85°C (автомобильный/промышленный).
• P – Корпус LQFP.
• V – Вариант поставки (лоток/трей).

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядро | 16-битное, CPU12 (совместимо с CPU11, имеет дополнительные инструкции) | | Тактовая частота | До 25 МГц на шине (генератор тактовой частоты PLL) | | Флэш-память (EEPROM) | 256 КБ — основная память программы. С возможностью блочного стирания и программирования. | | ОЗУ (RAM) | 12 КБ | | EEPROM (отдельная) | 4 КБ — энергонезависимая память для данных. | | Порты ввода/вывода | 91 порт ввода/вывода общего назначения (многие с альтернативными функциями периферии). | | Таймеры | 2 x 8-канальных и 1 x 1-канальный 16-битных таймера (Timer Module, TIM). Всего 17 каналов (16 из них могут работать как ШИМ). | | ШИМ (PWM) | 8+8 каналов (2 модуля по 8 каналов). 8-битное или 16-битное разрешение, программируемая частота и скважность. | | АЦП | 16-канальный, 10-битный АЦП с временем преобразования ~7 мкс. | | Последовательные интерфейсы | • 2 x SCI (UART) — асинхронный последовательный порт.
• 3 x SPI — синхронный последовательный периферийный интерфейс.
• 1 x I²C (IIC) — двухпроводной интерфейс. | | CAN-контроллеры | 2 модуля MSCAN (Motorola Scalable CAN), поддерживающие стандарт CAN 2.0 A/B. Крайне важны для автомобильных применений. | | Сторожевой таймер (COP) | Есть | | Режимы пониженного энергопотребления | STOP, WAIT | | Напряжение питания | 5.0 В (номинально, с диапазоном обычно 4.5В — 5.5В). | | Температурный диапазон | -40°C до +85°C (опция C). | | Корпус | LQFP-112 (Low-profile Quad Flat Package). | | Ключевые применения | Автомобильная электроника (дверные модули, блоки управления светом, простые ECU), промышленные контроллеры, медицинские приборы. |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основной парт-номер задается маской, где последние буквы указывают на корпус, температурный диапазон и вариант поставки.

• MC9S12DG256BCPV – Наиболее распространенный вариант в корпусе LQFP-112, промышленный/автомобильный температурный диапазон.
• MC9S12DG256BCFU – Корпус QFP-80 (имеет меньше выводов, а значит и портов ввода/вывода).
• MC9S12DG256BCTG – Корпус QFP-112.
• MC9S12DG256ACPV – Вариант с индексом A (более ранняя ревизия ядра или немного другие характеристики, например, частота до 20 МГц).
• MC9S12DG256CPV – Без буквы "B" — может означать более старую ревизию или другой температурный диапазон (часто 0°C до 70°C).
• MC9S12DG256MPVE – Вариант с индексом M (может относиться к расширенному температурному диапазону или специальной серии).

Важно: При поиске аналога или замены необходимо сверять не только номер "DG256", но и букву ревизии (A/B/C/D) и суффикс (CPV, CFU и т.д.), так как они определяют корпус, частоту и температурный диапазон.

Совместимые и аналогичные модели (семейство S12)

Микроконтроллеры семейства S12 обладают высокой степенью пин-ту-пин и программной совместимости в пределах одной линейки. Выбор модели зависит от требуемого объема памяти и набора периферии.

Прямые аналоги и варианты в том же семействе:

• MC9S12DG128 – Полностью совместим, но имеет 128 КБ флэш-памяти и 8 КБ ОЗУ. Идеальная замена, если не нужен весь объем памяти DG256.
• MC9S12DG64 – Имеет 64 КБ флэш-памяти и 4 КБ ОЗУ.
• MC9S12DT128 / MC9S12DT256 – Модели с увеличенным объемом EEPROM (DataFLASH) — до 32 КБ, при меньшем объеме основной флэш-памяти. Хороши для приложений, требующих частого перезаписи данных.
• MC9S12DJ64 / MC9S12DJ128 / MC9S12DJ256 – Модели без модулей CAN. Прямая замена, если CAN-шина не используется.
• MC9S12DP256 – Модель с дополнительным контроллером LIN (Local Interconnect Network).

Совместимые модели от NXP (прямые наследники):

После перехода к NXP, семейство S12 продолжало развиваться.

• S12G (например, MC9S12G128) – Более новая, оптимизированная по стоимости версия с улучшенной периферией и ядром S12. Требует внимания при переносе кода из-за некоторых отличий в периферии.
• S12XE (например, MC9S12XEP100) – Высокопроизводительная линейка с ядром S12X (с аппаратным модулем умножения-деления, более высокой частотой), часто с обратной совместимостью по выводам и периферии. Является логичным апгрейдом для более сложных задач.
• S12P – Специализированная линейка для силовой электроники с продвинутыми ШИМ-модулями.

Важное замечание о совместимости:

• Периферия и регистры: Большинство модулей (SCI, SPI, TIM, ADC, CAN) идентичны или очень похожи в пределах семейства DG/DJ/DT. Перенос кода между ними минимален.
• Объем памяти: Необходимо адаптировать линкерный скрипт и быть внимательным к размещению данных.
• Выводы (Pinout): Перед заменой обязательно нужно сверять datasheet на конкретные корпуса (LQFP-112 vs QFP-80), так как расположение выводов может отличаться.
• Тактовая частота: Проверять максимальную частоту для конкретной ревизии (A/B/C).

Рекомендация: Для поизамены или выбора аналога всегда используйте официальные Cross-Reference таблицы от NXP или инструменты подбора микроконтроллеров на сайте nxp.com.