Freescale MC9S08JM8CLD

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S08JM8CLD, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание MC9S08JM8CLD

MC9S08JM8CLD — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08, разработанный специально для USB-устройств класса "Communication Device Class" (CDC). Это делает его идеальным решением для создания недорогих USB-адаптеров (например, для преобразования UART в USB), программируемых через виртуальный COM-порт, а также для различных простых USB-периферийных устройств.

Его ключевая особенность — встроенный Full-Speed USB 2.0 контроллер (12 Мбит/с) с интегрированным физическим уровнем (PHY), что позволяет создавать USB-устройства без необходимости во внешних компонентах. Микроконтроллер построен на высокоэффективном ядре S08 с конвейерной архитектурой CISC.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | Freescale S08 (HCS08), 8-битное, CISC, до 20 МГц на шине. | | Flash-память | 8 КБ (с возможностью защиты от чтения/записи). | | ОЗУ (RAM) | 512 байт. | | ПЗУ (ROM) | 2 КБ — содержит USB CDC Bootloader. Это позволяет прошивать основную программу через USB без использования программатора. | | Тактовая частота | Внутренние часы: 24 МГц (±1%) с генератором (ICS) для работы USB. Внешний кварц не требуется для USB. | | USB | Full-Speed (12 Мбит/с) контроллер 2.0 с интегрированным PHY. Поддерживает:
• Эндпоинты: Control (EP0) + 2 программируемых буферизованных эндпоинта.
• Встроенный 3.3В LDO-стабилизатор для питания от USB VBUS.
• Режим USB Suspend/Resume. | | Периферия | • SCI (UART) — 1 модуль (используется для связи через виртуальный COM-порт).
• SPI — 1 модуль.
• I²C — 1 модуль.
• Таймеры : 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с PWM и input capture.
• АЦП : 10-битный, 8 каналов.
• Компаратор : 1 аналоговый компаратор. | | Ввод/Вывод | До 18 GPIO (порт A, B, C, D), с поддержкой внутренних подтяжек. | | Напряжение питания | 3.0В — 3.6В (работа от встроенного стабилизатора от USB 5V) или 2.7В — 3.6В (при внешнем питании). | | Температурный диапазон | Промышленный: -40°C до +85°C. | | Корпуса | SOIC-20 и QFN-20 (4x4 мм). | | Особые функции | • Встроенный сторожевой таймер (COP).
• Модуль сброса по низкому напряжению (LVD).
• Режимы пониженного энергопотребления (Wait, Stop3). |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты корпусов

Парт-номер строится по схеме: MC9S08JM8CLD[Основной код][Корпус][Температура/Упаковка]

• MC9S08JM8CLD — базовая часть номера (8КБ Flash, 512Б RAM, USB CDC Bootloader).
• Основные промышленные парт-номера:
  • MC9S08JM8CLDWE – корпус SOIC-20 (широкий), промышленная температура (-40°C to +85°C), лоток/трубка.
  • MC9S08JM8CLDH – корпус QFN-20 (4x4 мм), промышленная температура (-40°C to +85°C), лоток.
  • MC9S08JM8CLDWE R – то же, что и WE, но в рулонной упаковке (tape and reel) для автоматического монтажа.
  • MC9S08JM8CLDH R – то же, что и H, но в рулонной упаковке.

Важно: Буква "C" в номере (JM8CLD) указывает на наличие USB CDC Bootloader в ROM. Существовали версии без загрузчика (например, JM8VLD), но JM8CLD является наиболее распространенной.

Совместимые и аналогичные модели (Семейство MC9S08JMxx)

Модели в семействе различаются объемом памяти и некоторыми деталями периферии. Они являются пин-совместимыми (в пределах одного корпуса) и код-совместимыми, что позволяет легко масштабировать проект.

| Модель | Flash | RAM | Особенности | Совместимость с JM8 | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | MC9S08JM16 | 16 КБ | 1 КБ | Больше памяти, 2-й SCI (UART). | Прямая (пин-в-пин и код). Наиболее логичный апгрейд. | | MC9S08JM32 | 32 КБ | 2 КБ | Максимальная память в семействе, 2 SCI. | Прямая (пин-в-пин и код). | | MC9S08JM60 | 60 КБ | 4 КБ | Флагман серии, больше периферии. | Требует проверки datasheet, может быть больше выводов. | | MC9S08JE серия | До 128 КБ | До 8 КБ | Более новое и мощное семейство (ядро S08JE), но без встроенного USB. Не является прямой заменой для USB-приложений. | Не совместима по назначению (нет USB). | | MC9S08JS серия | 8 КБ | 512 Б | Ультра-бюджетное семейство, без USB. | Не совместима по назначению (нет USB). |

Советы по выбору аналога:

1. Для проектов, где не хватает Flash/RAM — выбирайте JM16 или JM32.
2. Если USB не нужен, рассмотрите более дешевые и доступные семейства JS, JE или QA.
3. Для новых разработок NXP рекомендует переходить на более современные 32-битные архитектуры (например, Kinetis L или KE серии с USB), но они не являются прямой заменой и требуют переписывания кода.

Области применения

• USB-UART мосты (самое популярное применение, например, как в отладочных платах).
• Программируемые USB-адаптеры (I²C/SPI to USB).
• Простые USB-устройства ввода: джойстики, кнопки, сенсоры.
• Коммуникационные интерфейсы для ПК-периферии.
• Образовательные проекты для изучения USB.

Важные замечания

• Данный микроконтроллер считается устаревшим (End-of-Life) компанией NXP. Производство может быть прекращено, а поставки осуществляются из остаточных запасов.
• Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги, такие как NXP LPC11Uxx (Cortex-M0+), Microchip PIC18Fxx с USB или STM32F0xx (Cortex-M0).
• Для работы с ним требуются специализированные инструменты: среда CodeWarrior for MCUs (версии 6.x-10.x) или Processor Expert, а также отладчик/программатор USB Multilink или Cyclone Pro.

Этот микроконтроллер был отличным "рабочей лошадкой" для простых USB-устройств, но сейчас его использование оправдано в основном для поддержки старых проектов или в учебных целях.