Freescale MC9S08QE128CLD

Отличный выбор! MC9S08QE128CLD — это мощный 8-битный микроконтроллер от Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors) из семейства HCS08, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений с требованием к высокой производительности, низкому энергопотреблению и богатой периферии.

Общее описание

MC9S08QE128 — это флагманская модель линейки S08QE, построенная на высокоэффективном ядре HCS08. Его ключевые преимущества — высокая тактовая частота (до 50 МГц в полном диапазоне напряжения), низкое энергопотребление и обширный набор встроенных периферийных модулей. Микроконтроллер идеально подходит для сложных приложений, где 8-битная архитектура является оптимальным выбором по соотношению цена/производительность/энергоэффективность.

Суффикс CLD в названии указывает на конкретный вариант исполнения:

• C — температурный диапазон: коммерческий (0°C до +70°C).
• L — вариант скорости: 50 МГц (самый быстрый в серии).
• D — тип корпуса: LQFP-64.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08.
• Тактовая частота: до 50 МГц (при 2.7–5.5 В) на внутренней тактовой частоте шины (Bus Clock).
• Производительность: До 50 млн операций в секунду при 50 МГц.
• Флэш-память: 128 КБ с возможностью чтения/записи во время выполнения (RWW) и защитой от несанкционированного доступа.
• ОЗУ (RAM): 8 КБ.
• EEPROM: 2 КБ (эмулируется во флэш-памяти с высокой надёжностью).

2. Периферийные модули:

• Таймеры:
  • 2-канальный 16-битный таймер-счётчик (Timer/PWM Module — TPM1, TPM2) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • 8-канальный 16-битный таймер (Timer/PWM Module — TPM3) с расширенными функциями.
• Аналоговые интерфейсы:
  • АТЦ (АЦП): 16-канальный 12-битный АЦП с временем преобразования ~3 мкс и возможностью работы в режиме пониженного энергопотребления.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 модуля (SCI1, SCI2).
  • SPI: 2 модуля (SPI1, SPI2) с полнодуплексным режимом.
  • I²C: 1 модуль (IIC) с поддержкой скоростей до 100 кбит/с.
• Системные модули:
  • Внутренний тактовый генератор (ICG): Позволяет работать без внешнего кварца.
  • Сторожевой таймер (COP): Для защиты от сбоев программы.
  • Монитор напряжения (LVD): Сброс при падении напряжения питания.
  • Генератор случайных чисел (RNG).
• Ввод/Вывод:
  • До 55 линий GPIO (в корпусе LQFP-64).
  • Высокая нагрузочная способность выводов.

3. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон позволяет работать как от 3.3В, так и от 5В логики).
• Потребление:
  • Очень низкое энергопотребление в режимах ожидания (Wait) и остановки (Stop3).
  • Наличие нескольких энергосберегающих режимов.

4. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус: LQFP-64 (Low-profile Quad Flat Package).
• Температурный диапазон: 0°C до +70°C (коммерческий, как указано в суффиксе C).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Прямые аналоги в разных корпусах и температурных диапазонах (семейство MC9S08QE128):

• MC9S08QE128CLK – корпус LQFP-64, коммерческий диапазон, 50 МГц.
• MC9S08QE128CLC – корпус LQFP-64, коммерческий диапазон, 40 МГц.
• MC9S08QE128CLL – корпус LQFP-64, коммерческий диапазон, 25 МГц.
• MC9S08QE128CFK – корпус QFN-64 (более компактный), промышленный диапазон (-40°C до +85°C), 50 МГц.
• MC9S08QE128CFC – корпус QFN-64, промышленный диапазон, 40 МГц.
• MC9S08QE128CFL – корпус QFN-64, промышленный диапазон, 25 МГц.
• MC9S08QE128CVK – корпус LQFP-64, расширенный/автомобильный диапазон (-40°C до +105°C), 50 МГц.

2. Совместимые модели с меньшим объемом памяти (пин-в-пин совместимость в рамках серии QE):

• MC9S08QE96系列 – 96 КБ флэш, 6 КБ ОЗУ, 1 КБ EEPROM. (Например, MC9S08QE96CLD).
• MC9S08QE64系列 – 64 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, 1 КБ EEPROM. (Например, MC9S08QE64CLD).
• MC9S08QE32系列 – 32 КБ флэш, 2 КБ ОЗУ, 512 Б EEPROM. (Например, MC9S08QE32CLD).

Важно: Модели с меньшим объемом памяти обычно являются пин-в-пин и программно совместимыми с QE128. Это позволяет легко масштабировать проект вниз для экономии или вверх для увеличения функциональности, используя одну и ту же схему и код (с учетом ограничений памяти).

3. Модели из других семейств Freescale/NXP с аналогичной архитектурой:

• Серия MC9S08QG – Более простая и дешевая серия, меньше периферии и памяти (до 32 КБ флэш), подходит для замены в менее требовательных проектах.
• Серия MC9S08QD – Еще более экономичная серия для базовых задач.
• Серия MC9S08PA – Семейство с фокусом на аналоговую периферию (16-битный АЦП, ОУ), может быть альтернативой для измерительных приложений.

Типичные области применения:

• Промышленная автоматика (контроллеры, датчики, приводы).
• Бытовая электроника и бытовая техника.
• Медицинские приборы.
• Системы управления двигателями.
• Сложные пульты дистанционного управления.
• Коммуникационные хабы и интерфейсные модули.

Примечание: Для новых разработок рекомендуется также рассмотреть более современные 32-битные архитектуры от NXP (например, семейство ARM Cortex-M0+ серии KE или LPC), которые могут предложить лучшее соотношение производительности на мГц и более современные инструменты разработки. Однако, для поддержки legacy-проектов или там, где критична стоимость и проверенная надежность 8-битного ядра, MC9S08QE128 остается отличным выбором.