Freescale MC13213R2

Отличный выбор! Freescale MC13213R2 — это классический и очень популярный чип для беспроводных приложений стандарта IEEE 802.15.4 / ZigBee. Это система-на-кристалле (SoC), объединяющая микроконтроллер и радиочасть.

Описание и назначение

MC13213R2 — это второе поколение (v2) платформы Freescale для встраиваемых беспроводных решений с низким энергопотреблением. Его ключевая особенность — полная интеграция:

• Микроконтроллер: 8-битный ядро HCS08 (совместимое с популярным MC9S08GT).
• Радиотрансивер: Полнофункциональный трансивер для диапазона 2.4 ГГц, поддерживающий протоколы IEEE 802.15.4, ZigBee, а также проприетарные протоколы.
• Встроенная FLASH-память и ОЗУ.

Это делает его идеальным для создания компактных, энергоэффективных и недорогих беспроводных устройств: датчиков, актуаторов, элементов домашней и промышленной автоматизации (умный дом, освещение, телеметрия), беспроводных пультов, медицинских датчиков и т.д.

Важный исторический контекст: Линейка MC1321x была разработана компанией Freescale Semiconductor. В 2015 году Freescale объединилась с NXP Semiconductors, и продукты были переименованы. Поддержка и дальнейшее развитие были прекращены в пользу более современных чипов NXP (JN516x, KW41Z и др.).

Технические характеристики

| Категория | Характеристики | | :--- | :--- | | Ядро МК | 8-битное HCS08, до 40 МГц тактовая частота. | | Память | 60 КБ FLASH, 4 КБ ОЗУ (SRAM). | | Радиотрансивер | 2.4 ГГц, совместим с IEEE 802.15.4-2003.
• Скорость передачи данных: 250 кбит/с.
• Чувствительность приемника: -92 дБм.
• Выходная мощность передатчика: +3 дБм (регулируемая).
• Встроенная аппаратная поддержка AES-128 шифрования. | | Периферия | • 2x таймера (TPM1, TPM2) с ШИМ и захватом/сравнением.
• АЦП: 8-канальный, 10-разрядный.
• Компаратор.
• SPI, I²C, 2x UART (SCI1, SCI2).
• 31 линия общего назначения ввода/вывода (GPIO).
• Встроенный тактовый генератор (ICO). | | Напряжение питания | 2.0 В — 3.4 В (типично 3.0 В для радио). | | Ток потребления | • Активный режим (МК): ~8 мА при 40 МГц.
• Прием (RX): ~40 мА.
• Передача (TX, +3 дБм): ~35 мА.
• Режимы сна (Doze, Stop, Wait): от микроампер до сотен мкА. | | Корпус | 48-контактный QFN (7x7 мм). | | Температурный диапазон | Промышленный: -40°C до +85°C. |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Основной парт-номер — MC13213R2VFD. Расшифровка:

• MC13213 — базовая серия.
• R2 — ревизия 2 (ключевая версия с улучшениями по сравнению с R1).
• V — промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C).
• F — корпус QFN-48.
• D — вариант с 60 КБ FLASH и 4 КБ ОЗУ.

Также существовали варианты с другим объемом памяти:

• MC13213R2VLD — 32 КБ FLASH, 2 КБ ОЗУ.
• MC13213R2VMD — 48 КБ FLASH, 3 КБ ОЗУ.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и версии в той же линейке (Freescale/NXP):

• MC13211 / MC13212 — более ранние версии с другими объемами памяти и ревизиями радиочасти. MC13213R2 является их прямым развитием и наиболее стабильной/распространенной версией.
• MC13214 — версия с увеличенной до 128 КБ FLASH и 8 КБ ОЗУ. Полностью программно-совместима по периферии, но требует адаптации кода из-за большего объема памяти. Идеальный апгрейд при нехватке памяти.
• MC1322x / MC1323x — следующее поколение (с ядром ARM Cortex-M3 + радио ZigBee PRO). Более производительные, но не совместимы по коду.

2. Современные аналоги от NXP (рекомендуемые для новых разработок):

Эти чипы пришли на смену MC13213, предлагая большую производительность, энергоэффективность, память и поддержку.

• JN516x / JN517x (NXP) — семейство для ZigBee 3.0 и Thread, ядро 32-битное RISC. JN5169 — самый популярный наследник.
• KW41Z/31Z/21Z (NXP) — Серия Kinetis с поддержкой ZigBee, Thread, Bluetooth Low Energy 4.2/5.0. На базе ядра ARM Cortex-M0+. Очень гибкое решение для мультипротокольных устройств.
• MKW3x (NXP) — Другое семейство с поддержкой 802.15.4 и BLE.

3. Аналоги от других производителей (конкуренты на рынке 802.15.4/ZigBee):

• Texas Instruments:
  • CC2530 / CC2531 — самый прямой и популярный конкурент MC13213 (8-битное ядро 8051 + радио 2.4 ГГц). Имеет огромную популярность и сообщество.
  • CC26x2R / CC13x2R — современные чипы с ядром ARM Cortex-M4 и поддержкой ZigBee, Thread, BLE, Sub-1 ГГц.
• Silicon Labs (Ember -> Silicon Labs):
  • EM35x / EFR32MG — мощные SoC для ZigBee и Thread на ядре ARM Cortex-M.

Важное замечание для разработки

• Поддержка: Официальная поддержка и поставки MC13213R2 от NXP прекращены (NRND - Not Recommended for New Design, а затем Obsolete). Для новых проектов настоятельно рекомендуется выбирать современные аналоги (NXP JN5169, NXP KW41Z, TI CC2530/CC26x2, Silicon Labs EFR32MG).
• Инструменты: Для разработки под MC13213R2 использовалась среда CodeWarrior for MCUs (специальная версия) и стек протоколов BeeStack от Freescale. Найти их в актуальном виде сейчас сложно.
• Сообщество: Благодаря былой популярности, в интернете осталось много информации, примеров кода и форумов, где обсуждается этот чип.

Итог: MC13213R2 — это легендарный, проверенный чип, на котором было построено множество беспроводных продуктов 2000-2010-х годов. Однако для новых разработок он морально и технически устарел, и его стоит рассматривать только для поддержки старых проектов или в образовательных целях.