Freescale MC9S08RD60

Отличный выбор! MC9S08RD60 — это очень популярный и мощный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP Semiconductors) из семейства HCS08, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений.

Общее описание

MC9S08RD60 является флагманом линейки S08R и представляет собой высокопроизводительный 8-битный микроконтроллер с богатой периферией и большим объемом памяти на кристалле. Он создан для сложных приложений, где требуется больше, чем базовые возможности, но не нужна производительность 32-битных ядер. Ключевые особенности — интегрированный USB 2.0 Full-Speed контроллер (Device), большой объем Flash-памяти и развитая таймерная система.

Основные сферы применения:

• Промышленная автоматика (PLC, модули ввода-вывода)
• Автомобильная электроника (вспомогательные системы, блоки управления)
• Медицинское оборудование
• Сложные потребительские устройства
• Устройства с интерфейсом USB (например, программаторы, специализированный инструмент)

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08
• Тактовая частота: До 40 МГц (20 MHz шина) от внутреннего или внешнего генератора.
• Производительность: До 20 MIPS (миллионов инструкций в секунду).

2. Память:

• Flash-память (EEPROM): 60 КБ — основное преимущество модели (цифра "60" в названии).
• ОЗУ (RAM): 4 КБ
• EEPROM (отдельная): 2 КБ (можно стирать/записывать байтно во время работы)

3. Периферия (самые значимые модули):

• Интерфейс USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с): Контроллер с интегрированным физическим уровнем (PHY). Поддержка до 16 программируемых конечных точек.
• Аналого-цифровые преобразователи (АЦП):
  • 16-канальный 10-битный АЦП с автоматическим сравнением.
  • 13-канальный 12-битный АЦП (с дифференциальными входами) — высокоточный.
• Таймеры:
  • Модуль таймера/PWM (TPM): 2 модуля по 2 канала (можно объединить для 4-канального 16-битного PWM).
  • Модуль таймера/PWM (TPM): 1 модуль на 6 каналов (гибкая конфигурация для захвата/сравнения/PWM).
  • Модуль периодического прерывания (RTI).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 модуля (асинхронный последовательный порт).
  • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный порт).
  • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
• Системные модули:
  • Встроенный тактовый генератор (ICG): Позволяет работать без внешнего кварца.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Монитор напряжения (LVD).
  • Внутренний источник опорного напряжения для АЦП.

4. Общие характеристики:

• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 54 (зависит от корпуса и конфигурации периферии).
• Напряжение питания: 2.7В — 5.5В (широкий диапазон).
• Температурный диапазон: Обычно -40°C до +85°C (промышленный).
• Корпуса: Основные — 64-выводной QFP и 80-выводной QFP.

Парт-номера (Part Numbers)

Парт-номера формируются по шаблону, указывающему на корпус, температурный диапазон и тип поставки.

Основные варианты:

• MC9S08RD60CFUE – 64-выводной корпус QFP, промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C), лоток (Tray).
• MC9S08RD60CFUER – То же самое, но на катушке (Reel).
• MC9S08RD60VLH – 80-выводной корпус QFP, промышленный температурный диапазон, лоток.
• MC9S08RD60VLHR – То же самое, на катушке.
• MC9S08RD60VLL – 80-выводной корпус QFP, расширенный температурный диапазон (-40°C to +105°C), лоток.

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства S08R)

Семейство S08R построено на единой архитектуре с разным объемом памяти и периферии. Модели имеют полную совместимость по выводам (pin-to-pin) в рамках одной группы корпусов, что позволяет легко масштабировать проект.

Линейка S08R (в порядке убывания объема Flash):

1. MC9S08RD60 – 60 КБ Flash, 4 КБ RAM, 2 КБ EEPROM, USB, 12-битный АЦП.
2. MC9S08RD48 – 48 КБ Flash, 4 КБ RAM, 2 КБ EEPROM, USB, 12-битный АЦП.
3. MC9S08RD32 – 32 КБ Flash, 2 КБ RAM, 1 КБ EEPROM, USB, 12-битный АЦП.
4. MC9S08RD16 – 16 КБ Flash, 2 КБ RAM, 512 Б EEPROM, USB, 12-битный АЦП.
5. MC9S08RC60/RC48/RC32 – Аналоги RDxx, но БЕЗ 12-битного АЦП (только 10-битный).
6. MC9S08RB72/RB60/RB48/RB32 – Аналоги RD/RC, но БЕЗ USB-контроллера. Имеют больший объем RAM (до 8 КБ у RB72).

Ключевой момент совместимости: Проект, разработанный для RD60, можно с минимальными изменениями (в основном, в линкерном скрипте) перенести на RD48, RD32 и т.д., если не используется вся память. Обратное тоже часто возможно, но ограничено объемом памяти целевой модели.

Современные аналоги от NXP (для новых разработок)

NXP активно переводит клиентов на более современные 32-битные и энергоэффективные платформы. Прямого 1:1 аналога нет, но по функционалу близки:

• Серия Kinetis E (KE) / Kinetis L (KL): 32-битные ядра Cortex-M0+/M4. Многие модели имеют USB, 16-битные АЦП, больше памяти и производительности при сравнимой цене. Например, KE1xF или KL25Z.
• Серия S32K1 (для автопрома): 32-битные Cortex-M, также имеют варианты с USB.
• Серия LPC (для общего рынка): Микроконтроллеры на Cortex-M с USB (например, LPC11U00, LPC51U68).

Рекомендация: При начале нового проекта стоит рассмотреть более современные семейства NXP (Kinetis, LPC, S32K). MC9S08RD60 остается отличным выбором для поддержки существующих продуктов, редизайнов или там, где критична накопленная экспертиза по архитектуре HCS08.