Freescale MC9S08DV16AMLF

Отличный выбор! MC9S08DV16 — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP) из семейства HCS08, известный своей надежностью, простотой и широким применением в промышленной и бытовой электронике.

Краткое описание MC9S08DV16AMLF

MC9S08DV16 — это 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08 с тактовой частотой до 20 МГц. Он позиционировался как устройство с оптимальным соотношением производительности, периферии и стоимости. Ключевой особенностью является встроенный USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) контроллер, что делало его популярным для устройств, требующих простого USB-подключения (программирование, передача данных, управление).

Микроконтроллер построен на высокоэффективном ядре CISC, обладает низким энергопотреблением и богатым набором периферии, что позволяло использовать его в широком спектре применений: от промышленных контроллеров и электроприводов до медицинских приборов, потребительской электроники и автомобильных аксессуаров.

Суффикс MLF:

• M – Вариант корпуса: MLF (Micro Lead Frame), он же QFN (Quad Flat No-leads). Конкретно для DV16 это корпус 44-пин.
• LF – Lead-Free (бессвинцовый), соответствует директиве RoHS.

Технические характеристики MC9S08DV16

Ядро и система:

• Архитектура: 8-бит, ядро Freescale HCS08 (CISC)
• Тактовая частота: до 20 МГц (шина до 10 МГц при внутреннем множителе)
• Производительность: ~10 MIPS на частоте 20 МГц
• Флэш-память (EEPROM): 16 КБ с возможностью блочного стирания и записи (байт/слово/блок)
• ОЗУ (RAM): 1 КБ
• Энергонезависимая память (Data Flash): 512 байт (отдельный блок, высокая долговечность циклов записи)

Периферия и интерфейсы:

• USB 2.0 Full-Speed: Контроллер с интегрированным трансивером. Поддерживает 5 эндпоинтов (включая Control Endpoint 0).
• Таймеры:
  • 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • 8-битный таймер реального времени (RTC) с отдельным источником тактирования (можно использовать от внутреннего генератора 1 кГц).
• Аналоговые интерфейсы:
  • 10-битный АЦП: 16 каналов, скорость до 100 ksps (килосэмплов в секунду).
  • Аналоговый компаратор: 1 канал.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • SPI (Serial Peripheral Interface) – 1 модуль.
  • I²C (Inter-Integrated Circuit) – 1 модуль, поддерживает до 400 кГц.
  • SCI/UART (Asynchronous Serial Communications Interface) – 1 модуль.
• Системные модули:
  • Встроенный тактовый генератор (ICS): Позволяет работать без внешнего кварца (использует внутренний RC-генератор с точностью ±1% для USB). Есть возможность подключения внешнего резонатора.
  • Сторожевой таймер (COP): Для защиты от сбоев программы.
  • Монитор питания (LVD): Контроль напряжения питания.
  • Генератор случайных чисел (RNG).

Электрические параметры:

• Напряжение питания: 3.0В – 3.6В (критично для работы USB-трансивера)
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C)
• Ток потребления:
  • Активный режим (20 МГц): ~10 мА (тип.)
  • Режим ожидания (Wait): ~3 мА
  • Режим остановки (Stop3): ~1 мкА (с сохранением RAM)

Корпус:

• MC9S08DV16AMLF: 44-пин QFN/MLF (размер 7x7 мм)

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

Полное семейство MC9S08DVxx выпускалось в разных корпусах и с разным объемом памяти:

| Парт-номер | Flash | RAM | Data Flash | Корпус | Пины | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | MC9S08DV16AMLF | 16 КБ | 1 КБ | 512 Б | QFN/MLF | 44 | | MC9S08DV16ACPV | 16 КБ | 1 КБ | 512 Б | LQFP | 44 | | MC9S08DV16ACPT | 16 КБ | 1 КБ | 512 Б | LQFP | 48 | | MC9S08DV16AMTD | 16 КБ | 1 КБ | 512 Б | QFN/MLF | 48 | | MC9S08DV32* | 32 КБ | 2 КБ | 512 Б | Разные | 44/48 | | MC9S08DV60* | 60 КБ | 4 КБ | 512 Б | Разные | 44/48 |

Примечание: Модели с разным объемом памяти (32, 60 КБ) являются пинами и периферийно совместимыми с DV16, что позволяет масштабировать проект.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и наследники от NXP:

Микроконтроллеры серии MC9S08DV16 сняты с производства (статус NRND - Not Recommended for New Design). NXP рекомендует переходить на более современные линейки:

• KE系列 (Kinetics E系列): 32-битные Cortex-M0+, более высокая производительность, низкое энергопотребление, часто с USB.
  • KE02 (старая, но доступная замена без USB).
  • KE04/KE06 (с USB, хороший современный аналог по периферии и цене).
• S08P 系列: Прямые потомки HCS08, более новые, с улучшенными характеристиками и активной поддержкой.
  • MC9S08PT16/PT60 – Не имеют встроенного USB, но очень близки по общей периферии и являются "эволюцией" S08.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) и функционально:

В рамках самого семейства S08D можно было выбрать модель с большим объемом памяти (DV32, DV60), сохранив схему и код. Они являются полностью совместимыми по выводам и периферии (за исключением объема памяти).

3. Функциональные аналоги от других производителей:

Для замены в новых проектах можно рассматривать 8-битные микроконтроллеры с USB от других вендоров:

• Microchip (Atmel):
  • ATmega16U2/ATmega32U2 – популярны в USB-девайсах (например, в Arduino Leonardo).
  • ATtiny 系列 с USB (например, ATtiny167).
• STMicroelectronics:
  • STM8 серии (например, STM8S105 с USB-опцией).
  • Переход на STM32F0 (Cortex-M0) – например, STM32F072 (32-бит, с USB, по сопоставимой цене).
• Infineon (Cypress):
  • CY8C24x94, CY8C20x34 (PSoC 1) – программируемая аналоговая и цифровая периферия, включая USB.

Важное замечание:

При поиске замены или аналога MC9S08DV16AMLF необходимо учитывать не только наличие USB, но и напряжение питания (3.3В), набор таймеров, АЦП, а также совместимость по выводам (pinout) и, что критично, доступность инструментария (отладочные средства, компиляторы, программные библиотеки, особенно для USB). Для новых разработок настоятельно рекомендуется выбирать микроконтроллеры из текущих, активно производимых линеек.