Freescale MC9S12E256CPVE

Отличный выбор! Freescale MC9S12E256CPVE — это классический 16-битный микроконтроллер из знаменитого семейства S12, широко использовавшийся в автомобильной и промышленной электронике. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC9S12E256 — это высокопроизводительный 16-битный микроконтроллер на ядре S12CPU, работающий на частоте до 25 МГц. Он создан для применения в жестких условиях, с упором на надежность, набор периферии для встраиваемых систем и развитые средства отладки. Его часто можно встретить в блоках управления автомобилей (кузовная электроника, управление освещением, сиденьями, стеклоподъемниками), а также в промышленных контроллерах.

Ключевая особенность — наличие эмуляционного модуля EEPROM (EETS4K), который позволяет программно эмулировать энергонезависимую память EEPROM в области Flash, что повышает гибкость разработки.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 16-битная, ядро S12CPU.
• Тактовая частота: До 25 МГц (синхронная) на шине.
• Производительность: ~25 млн операций в секунду (MIPS) при 25 МГц.

2. Память:

• Flash EEPROM: 256 Кбайт (отсюда и число в названии). С возможностью блочного стирания и программирования.
• RAM: 12 Кбайт.
• EEPROM: 4 Кбайт (эмулированная в Flash). Модуль EETS4K позволяет использовать часть Flash-памяти как EEPROM с поддержкой байтовой/словной записи и долговечностью до 100 000 циклов стирания/записи.
• Защита памяти: Блокировка от несанкционированного доступа.

3. Периферийные модули:

• Таймеры:
  • Модуль Enhanced Capture Timer (ECT): 8 каналов, 16-битный. Поддержка ввода/вывода, широтно-импульсная модуляция (PWM), счетчик импульсов.
  • Модуль Periodic Interrupt Timer (PIT): Для генерации прерываний по времени.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • Модуль Serial Communications Interface (SCI): 2 канала (UART/RS-232).
  • Модуль Serial Peripheral Interface (SPI): 1 канал.
  • Модуль Controller Area Network (MSCAN): 1 канал. Полнофункциональный CAN 2.0 A/B контроллер, критически важен для автомобильных приложений.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 10-битный АЦП (ATD): 16 каналов. Может работать в 8- или 10-битном режиме.
• Управление вводом/выводом:
  • Порты ввода/вывода (I/O): До 91 программируемого линий (в зависимости от конфигурации периферии).
  • Модуль Key Wakeup (KWP): Пробуждение МК от нажатия кнопки.
• Системные модули:
  • Модуль Real Time Interrupt (RTI): Часы реального времени.
  • Модуль Clock and Reset Generator (CRG): Генерация тактовых частот, система PLL, сброс.
  • Модуль Byte Data Link Controller (BDLC): Поддержка протокола J1850 (использовался в автомобилях North America).
  • Модуль Pulse-Width Modulator (PWM): 4 канала по 8-бит или 2 канала по 16-бит.

4. Корпус и питание:

• Корпус: CPVE — это 112-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Напряжение питания: 5.0 В (номинальное, с диапазоном обычно 4.5В - 5.5В).
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C до +70°C) или промышленный (-40°C до +85°C) в зависимости от суффикса в полном парт-номере.

5. Средства отладки:

• Background Debug Mode (BDM): Встроенный интерфейс отладки через специальный контакт. Позволяет программировать Flash-память и отлаживать код без использования программатора.

Парт-номера и совместимые модели

1. Полное парт-номер для заказа:

• MC9S12E256CPVE — это "базовый" код.
• Полный номер обычно включает суффиксы, указывающие на температурный диапазон и вариант поставки (например, лоток, трубка, на ленте). Пример: MC9S12E256CPVER или MC9S12E256CPVET.

2. Прямые аналоги и варианты в том же семействе:

• MC9S12E128CPVE — Полностью идентичен, но имеет 128 КБ Flash и 8 КБ RAM.
• MC9S12E64CPVE — 64 КБ Flash, 4 КБ RAM.
• MC9S12E32CPVE — 32 КБ Flash, 2 КБ RAM.
  • Эти модели имеют полную выводную и программную совместимость (pin-to-pin и software compatible) с E256, что позволяет масштабировать проект вверх или вниз по памяти без изменения платы.

3. Близкие семейства (совместимость на уровне ядра и периферии, но могут быть отличия в корпусах/памяти):

• Семейство MC9S12D: Более старая линейка с аналогичной периферией, но обычно с меньшим объемом памяти.
• Семейство MC9S12C: Бюджетная версия с урезанной периферией (например, без CAN или с меньшим числом таймеров).
• Семейство MC9S12GC/GT: Имеют схожее ядро, но ориентированы на управление двигателем (с модулями для генерации ШИМ для мотор-контроля).
• Семейство MC9S12X/XE: Более продвинутые, с конвейерным ядром S12X, значительно более высокой производительностью (до 50 МГц) и дополнительной периферией. Не являются прямой заменой, но логически развивают архитектуру S12.

4. Современные аналоги (от NXP, наследника Freescale): После ребрендинга Freescale в NXP, семейство S12 продолжает выпускаться и развивается. Прямым функциональным наследником можно считать микроконтроллеры в линейке S12 MagniV (например, S12ZVM), которые часто интегрируют силовые драйверы. Однако для прямой замены в существующих проектах NXP продолжает производить оригинальные MC9S12E.

Важное примечание: При замене или выборе аналога всегда необходимо сверяться с даташитами (Datasheet) и техническими описаниями (Reference Manual) конкретных моделей, чтобы убедиться в полной совместимости по выводам, напряжениям и работе периферии.