Freescale MC33993

Отличный выбор! MC33993 — это очень популярный и надежный многоканальный переключатель с последовательным интерфейсом (SPI) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он широко используется в автомобильной электронике для контроля большого количества дискретных сигналов.

Краткое описание

MC33993 — это программируемый 16-канальный переключатель/детектор состояния с последовательным интерфейсом SPI. Его основное назначение — замена множества дискретных компонентов для чтения состояния кнопок, переключателей, датчиков "сухого контакта" (замыкание на массу или на питание), а также для диагностики обрывов и коротких замыканий в цепях.

Ключевая идея: Микросхема позволяет микроконтроллеру через всего 4 провода (SPI) опросить состояние 16 независимых входных каналов, что резко сокращает количество необходимых выводов МК, площадь платы и улучшает помехоустойчивость.

Основные технические характеристики

• Архитектура: 16 программируемых входных каналов. Каждый канал можно индивидуально настроить на:
  • Режим переключателя (Switch Mode): детектирование замыкания на массу (GND) через внутренний или внешний резистор.
  • Режим датчика тока (Sense Mode): детектирование замыкания на питание (Vbat) через внешний резистор.
• Диагностика: Встроенная диагностика для каждого канала:
  • Обрыв в нагрузке (Open Load) — в выключенном состоянии.
  • Короткое замыкание на массу (Short-to-GND).
  • Короткое замыкание на питание (Short-to-Vbat).
• Входные интерфейсы: Поддерживает работу с кнопками, механическими переключателями, герконами, оптронами (в режиме датчика тока).
• Выходы: Один общий вывод прерывания (IRQ) для уведомления МК об изменении состояния любого из входов.
• Последовательный интерфейс: 4-проводной SPI (Serial Peripheral Interface) с частотой до 5 МГц. Поддерживает режимы SPI Mode 0 и 3.
• Напряжение питания:
  • Vbat (Power Supply): +7.0 В до +28 В (номинально 12В, выдерживает автомобильные скачки).
  • VDD (Logic Supply): +4.5 В до +5.5 В (отдельное питание для логики, часто от 5В стабилизатора).
• Защита:
  • Защита от переполюсовки питания Vbat.
  • Защита от электростатического разряда (ESD).
  • Высокая стойкость к электромагнитным помехам (EMI).
  • Термическое отключение.
• Температурный диапазон: -40°C до +125°C (автомобильный диапазон).
• Корпус: SOIC-32 (широко распространенный и удобный для пайки).

Парт-номера (Part Numbers) и Маркировка

Основная и наиболее распространенная модель:

• MC33993EKR2 – Это полное название изделия. Именно так она чаще всего указывается в спецификациях и заказывается у дистрибьюторов.
  • MC – семейство Motorola/Freescale.
  • 33993 – номер устройства.
  • E – суффикс, обозначающий конкретную ревизию/версию кристалла.
  • K – тип корпуса (SOIC-32).
  • R2 – вариант упаковки (на катушке/рулоне, Tape & Reel).

На самой микросхеме будет нанесена сокращенная маркировка, например:

• 33993 E
• K420A (где K420 — код даты/завода, A — код ревизии).

Совместимые и Аналогичные Модели (Прямые и Функциональные Аналоги)

Прямых 100% аналогов с таким же расположением выводов и регистрами может не быть, но есть микросхемы, решающие схожие задачи:

1. От того же производителя (NXP / Freescale):

• MC33996: Очень похожая микросхема, но с 22 каналами (21 вход + 1 асинхронный). Имеет более широкий функционал (например, встроенный стабилизатор 5V для МК). Парт-номер: MC33996EKR2. Часто рассматривается как более продвинутая альтернатива.
• MC10XS3425 / MC10XS3435: Более современные "System Basis Chip" (SBC), которые помимо множества входов/выходов содержат в себе CAN/LIN трансиверы, стабилизаторы питания. Имеют меньше дискретных входов, но большую интеграцию.

2. Аналоги от других производителей (функциональные):

• Infineon TLE6240X, TLE6244X: Популярные серии 16-канальных драйверов/мониторов с SPI от Infineon. Обладают схожей функциональностью (диагностика, программируемые входы) и являются основными конкурентами на автомобильном рынке.
  • Пример: TLE6240GP, TLE6244X.
• STMicroelectronics L99MC9: Многофункциональный драйвер с 8 каналами (не 16), но также с SPI, диагностикой и дополнительными функциями (драйвер моторов, реле).
• ON Semiconductor NCV7748: 12-канальный программируемый драйвер с SPI и диагностикой.

3. Общие совместимые модели (для замены в схеме):

При замене на аналог необходимо внимательно проверять:

• Распиновку (pin-to-pin compatibility) – у прямых аналогов она разная.
• Логику работы регистров SPI – команды инициализации и чтения данных отличаются.
• Внутреннюю схемотехнику (например, значения внутренних резисторов подтяжки).

Важно: Наиболее прямой и часто взаимозаменяемой (с переделкой программы) является MC33996 от того же производителя. Для замены на аналоги от Infineon или ST потребуется серьезное изменение схемы и прошивки.

Типовые области применения

• Автомобильная электроника:
  • Сканирование кнопок на руле (подрулевые переключатели).
  • Контроль положения переключателей на панели приборов, рычагах.
  • Чтение состояния концевиков дверей, капота, багажника.
  • Интерфейс для датчиков "сухого контакта" (датчики уровня жидкости, давления).
• Промышленная автоматизация: Контроль множества дискретных датчиков.
• Бытовая техника (премиум-сегмент): сложные панели управления.

Итог: MC33993 — это проверенное временем, простое в использовании и надежное решение для задач массового ввода дискретных сигналов в условиях высоких помех, особенно в автомобилях. Его основными преимуществами являются высокая интеграция (16 каналов), развитая диагностика и устойчивость к тяжелым условиям эксплуатации.