Nec UPD7507HC

Отличный выбор! NEC μPD7507HC — это классический 4-битный микроконтроллер из знаменитого семейства 75X, которое было флагманом для массовых приложений в 80-х и 90-х годах.

Общее описание

NEC μPD7507HC — это однокристальный CMOS микроконтроллер с 4-битным ядром, разработанный корпорацией NEC (ныне Renesas Electronics). Он принадлежит к серии μPD75X, известной своей высокой интеграцией, низким энергопотреблением и богатой периферией для своего времени. Микроконтроллер широко использовался в бытовой электронике, офисной технике, промышленных контроллерах, игрушках и автомобильных устройствах (например, в системах управления климатом, магнитолах).

Ключевая особенность — его архитектура с двумя шинами данных: 4-битная для арифметико-логического устройства (АЛУ) и работы с ОЗУ, и 8-битная для работы с ПЗУ и портами ввода-вывода. Это позволяло эффективно обрабатывать данные и управлять многочисленными периферийными устройствами.

Суффикс HC указывает на корпус типа DIP (Dual In-line Package).

Технические характеристики

1. Ядро и память:

• Архитектура: 4-битное ядро NEC 75X.
• Тактовая частота: До 6 МГц (обычно с кварцевым или керамическим резонатором).
• ПЗУ (ROM): 4096 x 8 бит (4 КБ) масочного типа (программируется на заводе при изготовлении).
• ОЗУ (RAM): 256 x 4 бита (128 байт).
• Стек: Аппаратный стек вызовов глубиной 4 уровня.

2. Периферия и таймеры:

• Таймеры/Счетчики:
  • 8-битный базовый таймер с предделителем.
  • 8-битный программируемый таймер/счетчик.
• Последовательный интерфейс: UART/SIO (асинхронный и синхронный режимы).
• Система прерываний: Многоуровневая система с несколькими источниками (внешние, от таймеров, SIO и т.д.).

3. Порты ввода-вывода (I/O):

• Всего линий I/O: 58 линий (в зависимости от режима работы портов).
• Порты организованы в 4-битные и 8-битные группы (P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8).
• Многие порты имеют альтернативные функции (шина адреса/данных, выводы таймера, выводы SIO, прерывания).

4. Аналоговые возможности:

• Встроенный компаратор (1 канал). Для работы с АЦП требовались внешние компоненты.

5. Особые функции:

• Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Режимы пониженного энергопотребления (HALT и STOP).
• Вектор сброса и прерываний.

6. Техпроцесс и питание:

• Технология: КМОП (CMOS).
• Напряжение питания: +5В ±10% (стандартное для КМОП того периода).
• Низкое энергопотребление.

7. Корпус:

• μPD7507HC: 64-выводный DIP (пластиковый, с двойным расположением выводов).

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

Номенклатура NEC часто включает суффиксы, указывающие на тип корпуса, диапазон температур и тип памяти.

• μPD7507HC-xxx: Основная маркировка. "xxx" — это код маски ПЗУ (например, -036, -149 и т.д.), который заказывался у NEC при производстве партии. Без этого кода чип пуст или нерабоч.
• μPD7507H: Без "C" — обозначает чип в QFP (Quad Flat Package) корпусе.
• μPD7507GF-xxx: Версия в QFP корпусе с улучшенными характеристиками или для автоматизированного монтажа.
• μPD7507G: Более ранняя или альтернативная версия.
• D7507HC (с префиксом "D" вместо "μPD"): Аналогичное обозначение, встречается в документации.

Важно: Для заказа или замены критически важно знать полный номер, включая код маски (например, μPD7507HC-149). Чипы с разными кодами маски содержат разную прошивку и не являются взаимозаменяемыми, даже если электрически совместимы.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены в той же серии (с идентичной или очень близкой распиновкой и периферией):

• μPD7506 / μPD7506HC: Ближайший "брат". Основное отличие — вдвое меньшее ПЗУ (2 КБ). Во многих случаях может использоваться на той же плате, если программа умещается в 2 КБ.
• μPD75104 / μPD75104HC: Усовершенствованный представитель семейства. Имеет 8 КБ ПЗУ, 512 x 4 бит ОЗУ, более продвинутые таймеры и иногда встроенный АЦП 8-бит x 4 канала. Может быть совместим по выводам, но требует проверки.
• μPD75Pxxx: Серия OTP (One Time Programmable) версий. Например, μPD75P107 — это OTP-версия μPD7507. Использовалась для прототипирования и мелких серий. Ключевая замена для ремонта, если известна прошивка.
• μPD78Pxxx: Аналоги от NEC с OTP-памятью из другого семейства (78K), но иногда использовались как функциональные замены.

2. Совместимые по корпусу и функциям микроконтроллеры от других производителей (требуют перепрошивки и адаптации): Прямых клонов от других вендоров для 7507 не так много, но в аналогичных нишах работали:

• Microchip (ранее Texas Instruments) TMS47xxx / TMS70xxx — 4-битные и 8-битные МК.
• Samsung (KS57Cxxx) — серия 4-битных МК, популярная в телевизорах и бытовой технике.
• Motorola (Freescale, ныне NXP) MC68HC05 — 8-битные МК, которые часто конкурировали в аналогичных применениях.

3. Современные замены (для разработки нового оборудования или глубокого ремонта): Использовать оригинальный 7507HC в новых проектах нецелесообразно. Для замены рассматривают:

• Renesas RL78/G1x (потомок архитектур NEC 78K и 75X) — 8-битные/16-битные, низкое энергопотребление.
• Microchip PIC12/16 (8-битные) или PIC24 (16-битные).
• STMicroelectronics STM8 (8-битные).
• Различные 32-битные Cortex-M0 микроконтроллеры (например, STM32F0, GD32, CH32) — по цене и доступности часто лучше 8-битных.

Важное примечание для ремонта

При замене μPD7507HC в старом оборудовании:

1. Код маски обязателен. Без идентичного кода прошивки устройство работать не будет.
2. Поиск: Искать нужно на радиорынках, у поставщиков старых компонентов или на AliExpress/Ebay по полному номеру.
3. OTP-версия (μPD75P107 + программатор) — часто единственный выход, если есть дамп прошивки с оригинального чипа.
4. Внимание к корпусу: HC — это DIP, H/GF — это SMD-корпуса, они не взаимозаменяемы физически.