Freescale MC9S08QE4CTGR

Отличный выбор! MC9S08QE4CTGR — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP) из семейства HCS08, известный своей надежностью, низким энергопотреблением и простотой в использовании.

Краткое описание

MC9S08QE4 — это 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08, оптимизированный для экономичных встроенных приложений. Модель CTGR указывает на конкретный вариант корпуса, температурный диапазон и вариант поставки.

• Ядро: Высокопроизводительное 8-битное ядро HCS08 (совместимое с HC08) с тактовой частотой до 20 МГц.
• Архитектура: Von Neumann (единое адресное пространство для памяти и периферии).
• Ключевые преимущества: Низкая стоимость, низкое энергопотребление, встроенный тактовый генератор (ICG), богатая периферия для своих возможностей, отличная устойчивость к помехам (EMC/ESD).
• Типичные применения: Бытовая электроника, системы управления двигателями, блоки питания, клавиатуры, игрушки, простые промышленные контроллеры, датчики.

Технические характеристики MC9S08QE4 (Series)

Ядро и память:

• Ядро: HCS08, до 20 МГц (шинная частота).
• Flash-память: 4 КБ (отсюда цифра "4" в названии) с возможностью EEPROM-эмуляции.
• ОЗУ (RAM): 256 байт.
• Память данных: 128 байт (включая регистры ввода/вывода).

Периферийные устройства:

• Таймеры: 1 x 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), ввода-захвата и сравнения.
• Аналоговый компаратор (ACMP): 1 компаратор с возможностью выбора внутреннего опорного напряжения.
• АЦП (ADC): Отсутствует (важный момент! В серии QE4 его нет, в QE8 он появляется).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 1 x SCI (UART) — асинхронный последовательный порт.
  • 1 x SPI — синхронный последовательный порт.
  • 1 x I²C (IIC) — двухпроводной последовательный интерфейс.
• Тактирование: Встроенный тактовый генератор (ICG) с поддержкой внешнего кварцевого резонатора или керамического резонатора, а также внешнего тактового сигнала. Позволяет работать без внешних компонентов.
• Системная защита: Сторожевой таймер (COP), монитор питания (LVD), защита от сбоев тактирования.

Электрические параметры:

• Напряжение питания: 1.8 В — 3.6 В (широкий диапазон, подходит для батарейного питания).
• Потребление:
  • Рабочий ток: ~4.5 мА при 20 МГц.
  • Режимы ожидания (Wait): ~1.2 мА.
  • Режимы остановки (Stop3): ~0.5 мкA (типовое, с сохранением RAM).
• Температурный диапазон: -40°C до +85°C (промышленный, для корпуса "C").

Корпус и маркировка (CTGR):

• Корпус: TSSOP-16 (тонкий мелкогабаритный корпус).
• Температурный диапазон: C = от -40°C до +85°C.
• Вариант поставки: GR — указывает на тип упаковки (лоток/рулон, Tape & Reel) для автоматизированного монтажа.

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги в той же серии (MC9S08QE4):

• MC9S08QE4CTG — тот же чип в корпусе TSSOP-16, но в трубке (Tray) вместо рулона (Reel).
• MC9S08QE4CPC — корпус QFN-16 (4x4 мм, более компактный), диапазон -40°C до +85°C.
• MC9S08QE4CAC — корпус SOIC-16 (более удобен для ручного монтажа), диапазон -40°C до +85°C.
• MC9S08QE4xxxV (например, MC9S08QE4CPCV) — суффикс "V" означает расширенный автомобильный (automotive) температурный диапазон -40°C до +125°C и квалификацию AEC-Q100.

2. Совместимые модели с другим объемом памяти (семейство QE):

• MC9S08QE2 — 2 КБ Flash, 128 Б RAM. Прямой даунгрейд при нехватке памяти.
• MC9S08QE8 — 8 КБ Flash, 512 Б RAM, плюс 10-битный АЦП (ADC). Самый популярный апгрейд, если не хватает памяти или нужен АЦП.
• MC9S08QE32 — 32 КБ Flash, 2 КБ RAM, АЦП. Максимальная конфигурация в семействе.

Важно: Все модели семейства MC9S08QExx имеют одинаковое ядро, набор периферии (кроме АЦП) и пин-совместимость в рамках одного корпуса. Переход между ними (например, с QE4 на QE8) обычно требует только перепрошивки и, возможно, незначительной корректировки кода (адреса памяти).

3. Совместимые модели из других семейств Freescale/NXP (требуют проверки распиновки и периферии):

• MC9S08PA4 / PV4 — более современные семейства с ядром S08PA (еще более низкое энергопотребление, улучшенная периферия). Не являются прямыми аналогами по выводам, но функционально близки.
• MC9S08SG8 / SG4 — семейство с похожей периферией, часто предлагается как альтернатива.
• MC68HC908QY4 / QT4 — более старое семейство HC08, программно совместимое на уровне ассемблера/C, но с другой периферией. Прямой заменой не является.

Рекомендации по поиску аналогов и замен

1. На официальном сайте NXP: Используйте инструмент "Parametric Search". Задайте фильтры: 8-битный, HCS08, объем Flash, наличие SCI/SPI/I²C, напряжение питания.
2. Проверка даташита: Всегда сверяйтесь с официальным даташитом (MC9S08QE4 Series Reference Manual, Data Sheet) на сайте NXP.
3. Учитывайте наличие АЦП: Если в будущем может понадобиться аналоговый ввод, сразу выбирайте MC9S08QE8 или QE32.

Микроконтроллер MC9S08QE4CTGR остается надежным и экономичным решением для тысяч приложений, где не требуется высокая производительность или большой объем памяти.