Freescale MC9S08AC48CFUE

Отличный выбор! MC9S08AC48CFUE — это классический и надежный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors), который широко использовался и до сих пор применяется во множестве промышленных и потребительских устройств.

Описание

MC9S08AC48 — это представитель семейства HCS08, известного своим высоким соотношением производительности, энергоэффективности и стоимости. Микроконтроллер построен на ядре S08 с конвейерной архитектурой CISC.

Ключевые особенности и преимущества:

• Надежность и долгий срок жизни: Разработан для промышленных применений, где важна стабильность.
• Низкое энергопотребление: Поддерживает несколько режимов пониженного энергопотребления (Wait, Stop3, Stop2).
• Встроенная система отладки (BDM): Позволяет программировать и отлаживать микроконтроллер через всего один вывод (флаг Background Debug Mode), что удешевляет средства разработки.
• Высокая помехоустойчивость: Хорошая защита от сбоев (watchdog, монитор сброса, защита от сбоев тактового генератора).
• Широкий набор периферии: Включает в себя как базовые, так и специализированные модули, что делает его универсальным.

Технические характеристики MC9S08AC48CFUE

Расшифровка маркировки:

• MC9S08AC48 — семейство и модель.
• C — температурный диапазон: -40°C до +85°C (промышленный).
• F — вариант корпуса: QFP-44 (Quad Flat Package, 44 вывода).
• UE — вариант поставки (Tray, без свинца).

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale HCS08.
• Тактовая частота: До 20 МГц на шине (максимальная частота ядра — 40 МГц с внутренним PLL).
• Производительность: ~ 0.5 MIPS на 1 МГц (примерно 10 MIPS на 20 МГц).

2. Память:

• Флэш-память (EEPROM): 48 КБ с возможностью внутрисхемного программирования (ICP) и защитой от чтения.
• ОЗУ (RAM): 2 КБ.
• EEPROM (данные): 1 КБ (реализована во флэш-памяти, с поддержкой до 100k циклов записи).

3. Периферия:

• Таймеры:
  • TPM1 (Timer/PWM Module): 2 канала, 16-бит. Поддержка Input Capture, Output Compare, ШИМ (PWM).
  • TPM2: Аналогично TPM1, 2 канала.
• АЦП (ADC): 10-разрядный, 16 каналов, скорость конверсии ~ 7.5 µs.
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI1 (UART): Асинхронный последовательный порт (RS-232).
  • SPI1: Синхронный последовательный периферийный интерфейс.
  • I²C (IIC): Интерфейс для связи с датчиками и памятью.
• Аналоговые компараторы: 1 компаратор с программируемым источником опорного напряжения.
• Входы/Выходы: До 35 линий GPIO (в зависимости от конфигурации альтернативных функций).
• Системные модули:
  • Внутренний тактовый генератор (ICG): Работает от внешнего кварца или керамического резонатора.
  • Монитор сброса (COP Watchdog): Сброс при зависании программы.
  • Модуль сброса по низкому напряжению (LVD/LVR).
  • Генератор сброса при включении (POR).

4. Электропитание:

• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон, позволяет работать как от 3.3В, так и от 5В).
• Потребление:
  • Активный режим (20 МГц): ~ 10 мА.
  • Режим ожидания (Wait): ~ 3.5 мА.
  • Режим остановки (Stop3): ~ 15 мкА (с сохранением RAM).

5. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус: QFP-44 (10x10 мм).
• Температурный диапазон: -40°C до +85°C.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MC9S08AC48 имеет множество вариантов, отличающихся корпусом, температурным диапазоном и объемом памяти. CFUE — один из самых популярных.

Основные варианты в семействе AC48:

• MC9S08AC48CFUE — QFP-44, промышленная температура (-40..+85°C).
• MC9S08AC48CFJE — QFP-44, расширенная коммерческая температура (-40..+105°C).
• MC9S08AC48CPBE — DIP-40 (редкий, для макетных плат), промышленная температура.
• MC9S08AC48MPBE — DIP-40, коммерческая температура (0..+70°C).
• MC9S08AC48VAGE — LQFP-32 (меньше выводов), промышленная температура.

Варианты с другим объемом памяти (то же семейство, совместимость по выводам):

• MC9S08AC32 — 32 КБ флэш, 1 КБ RAM.
• MC9S08AC16 — 16 КБ флэш, 1 КБ RAM.
• MC9S08AC60 — 60 КБ флэш, 4 КБ RAM (не полная совместимость по выводам, требует проверки).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены (от NXP):

• MCS9S08AC48CLH (LQFP-32) — более современный корпус, функционально идентичен.
• MC9S08AC48CFGE — аналог CFUE, может отличаться только кодом упаковки.
• Модели из семейства MC9S08AC96/AC60 — имеют больше памяти, но требуют проверки распиновки (pin-to-pin совместимы не всегда).

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) семейства:

• MC9S08AW Series (например, MC9S08AW32): Имеют встроенный драйвер для ЖК-дисплея (LCD). При отключении LCD-модуля могут быть совместимы по выводам и периферии с AC48.
• MC9S08GT Series (например, MC9S08GT60): Более высокая производительность (до 50 МГц), больше периферии (CAN, больше таймеров). Требует тщательной проверки datasheet, но часто является рекомендуемым NXP путем миграции для новых проектов.

3. Функциональные аналоги и пути миграции (рекомендации NXP):

Для новых разработок NXP рекомендует переходить на более современные 32-битные или более производительные 8-битные ядра:

• Кроссплатформенные замены (с переработкой ПО):
  • S32K1xx (32-битные ARM Cortex-M): Для более сложных задач, с поддержкой AUTOSAR, CAN FD.
  • KEA Series (ARM Cortex-M0+): Прямой "следующий шаг" от S08, 5В, высокая совместимость по периферии.
  • MC56F800xx (16-битные DSP-контроллеры): Для задач цифровой обработки сигналов.
• Современные 8-битные аналоги:
  • MC9S08PT Series: Прямые наследники S08 с улучшенной периферией (более точные таймеры, улучшенный ADC).
  • MC68HC908 Series: Более старое семейство, но с похожей архитектурой.

Важное примечание: При замене на любую другую модель обязательно необходимо:

1. Свериться с таблицей распиновки (Pinout).
2. Проверить таблицы регистров периферии (могут отличаться).
3. Учесть различия в тактировании и системных настройках.
4. Адаптировать код, особенно низкоуровневые драйверы и инициализацию.

Где найти информацию:

• Датшит (Datasheet): MC9S08AC48 Data Sheet (документ MC9S08AC48.pdf).
• Руководство пользователя (Reference Manual): HCS08 Family Reference Manual (документ HCS08RMv1.pdf).
• Все документы доступны на официальном сайте NXP Semiconductors.