Freescale MC9S08QE32CLCR

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) MC9S08QE32CLCR — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, известный своей надежностью, низким энергопотреблением и богатой периферией для встраиваемых систем среднего класса.

Описание и основные особенности

MC9S08QE32 — это ядро 8-битного микроконтроллера с архитектурой HCS08, оптимизированное для обеспечения высокой производительности при низком энергопотреблении. Модель CLCR указывает на конкретный вариант корпуса, объема памяти и температурного диапазона.

• Ядро HCS08: Работает на частоте до 20 МГц (при внутренней тактовой частоте шины до 10 МГц) с производительностью до 10 MIPS. Имеет встроенный внутрисхемный отладчик (Background Debug Module), что значительно упрощает разработку.
• Низкое энергопотребление: Поддерживает несколько режимов пониженного энергопотребления (Wait, Stop3, Stop2), что делает его идеальным для батарейных устройств.
• Высокая надежность: Широкий диапазон рабочих напряжений (1.8В - 3.6В) и устойчивость к помехам.
• Целевые применения: Бытовые приборы, системы управления двигателями, промышленные контроллеры, медицинские устройства, клавиатуры, игрушки, интеллектуальные датчики.

Технические характеристики MC9S08QE32 (на примере MC9S08QE32CLCR)

Здесь указаны характеристики для варианта QE32 в корпусе LQFP-32 (CLCR).

1. Ядро и производительность:

   • Архитектура: 8-бит, HCS08
   • Макс. частота шины: 10 МГц (генератор 20 МГц с внутренним делением на 2)
   • Производительность: ~10 MIPS на 20 МГц
   • Напряжение питания: 2.7В - 3.6В (для данного варианта, есть версии на 1.8В)

2. Память:

   • Флэш-память (EEPROM): 32 КБ с возможностью записи/стирания во время работы программы.
   • ОЗУ (RAM): 2 КБ
   • Память данных (EEPROM): 512 байт (часть флэш-памяти, выделенная для данных)

3. Периферия:

   • Таймеры: Два 16-битных таймера (TPM1 и TPM2) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
   • Аналоговые интерфейсы:
     • АЦП: 10-битный, до 16 каналов (в зависимости от корпуса).
     • Компаратор: 1 аналоговый компаратор (ACMP).
   • Коммуникационные интерфейсы:
     • SCI (UART): 1 модуль (асинхронный последовательный порт).
     • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
     • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
   • Ввод/Вывод: До 30 портов ввода/вывода общего назначения (GPIO) с поддержкой внутренних подтягивающих резисторов.
   • Системный контроллер:
     • Встроенный тактовый генератор (ICG), не требующий внешних компонентов.
     • Сторожевой таймер (COP).
     • Таймер реального времени (RTC).
     • Монитор напряжения (LVD).

4. Корпус и условия:

   • Корпус (CLCR): LQFP-32 (Low-profile Quad Flat Package).
   • Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C). (Символ "C" в номенклатуре).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale/NXP содержит информацию о ключевых отличиях. Базовая серия — MC9S08QE32.

Расшифровка MC9S08QE32CLCR:

• MC9S08: Семейство.
• QE: Подсемейство (QE - общее назначение, широкий диапазон питания).
• 32: Объем флэш-памяти в КБ.
• C: Температурный диапазон (C = коммерческий/промышленный, V = расширенный).
• L: Тип корпуса (L = LQFP).
• C: Количество выводов (C = 32 вывода).
• R: Вариант упаковки (R = Tape & Reel, без буквы - трубка).

Основные варианты в серии QE32:

• MC9S08QE32CFK / MC9S08QE32CFKE — Корпус QFN-24 (5x5 мм).
• MC9S08QE32CLK / MC9S08QE32CLKE — Корпус LQFP-32.
• MC9S08QE32CPK / MC9S08QE32CPKE — Корпус SDIP-32 (широкий, для монтажа в отверстия).
• MC9S08QE32CTG — Корпус TSSOP-20.
• MC9S08QE32CLL — Корпус LQFP-28.

Важно: Буква E в конце (например, CFKE) часто обозначает безгалогенную (Halogen-Free) версию, экологически более безопасную.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены (Drop-in Replacement):

• MC9S08QE8 / MC9S08QE16 — Младшие модели того же семейства с 8 КБ и 16 КБ флэш-памяти соответственно. Полная совместимость по выводам и периферии в одинаковых корпусах, что позволяет масштабировать проект.
• MC9S08QG8 / MC9S08QG4 — Еще более младшие модели (до 8 КБ флэш, меньше периферии, корпуса QFN-16, TSSOP-16). Подходят для менее требовательных задач.

2. Модели с повышенной совместимостью (внутри семейства HCS08):

• MC9S08QD4 / MC9S08QD2 — Более простые и дешевые МК с меньшим объемом памяти и периферии.
• MC9S08SH8 / MC9S08SH4 — Модели с ультранизким энергопотреблением (серия "SL" - Super Low Power), идеальны для устройств с батарейным питанием. Совместимы по архитектуре, но отличаются набором периферии.

3. Современные аналоги от NXP (рекомендуемые для новых разработок): Семейство HCS08 является проверенным, но уже устаревшим (Legacy). NXP активно рекомендует переходить на более современные и эффективные архитектуры:

• S08P Family: Прямой эволюционный наследник S08. Имеет полную совместимость по выводам (pin-to-pin) со многими моделями S08, лучшую производительность, более низкое энергопотребление и расширенную периферию.
  • Аналог для QE32: MC9S08PT32VLHR (например, в корпусе LQFP-32). Настоятельно рекомендуется рассматривать эту серию для новых проектов вместо QE.
• ARM Cortex-M0+ (серия Kinetis L / Kinetis E): 32-битные МК, которые по цене сопоставимы с 8-битными, но предлагают на порядок более высокую производительность, богатую периферию и современную экосистему разработки.
  • Аналоги: KE02, KE04, KL02, KL05 (например, MKE02Z32VLD4).

Вывод

MC9S08QE32CLCR — это надежный, хорошо задокументированный 8-битный микроконтроллер с хорошим балансом производительности, периферии и энергопотребления. Он отлично подходит для поддержки старых проектов или там, где требуется проверенная стабильность.

Для новых разработок инженеры NXP настоятельно советуют обратить внимание на:

1. Семейство S08P (например, MC9S08PT32) — для безболезненной миграции с сохранением инвестиций в код и разводку платы.
2. Семейство ARM Cortex-M0+ (Kinetis) — для получения значительного прироста в производительности и возможностях.