Freescale MC9S08RD32PE

Отличный выбор! MC9S08RD32PE — это очень популярный и надежный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP Semiconductors) из семейства HCS08. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

MC9S08RD32 — это высокопроизводительный 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08, оптимизированный для широкого спектра встраиваемых приложений, где важны низкая стоимость, энергоэффективность и богатая периферия. Буквы в суффиксе PE указывают на специфичный вариант корпуса (в данном случае 64-контактный LQFP) и температурный диапазон.

Ключевые особенности: Высокая степень интеграции, включая FLASH-память, EEPROM-эмуляцию, контроллер ЖК-дисплея, богатый набор таймеров и интерфейсов связи. Идеально подходит для сложных приложений с пользовательским интерфейсом (ЖКИ), систем управления, бытовой электроники, медицинских приборов и промышленных контроллеров.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08 (расширенная архитектура Motorola 68HC08).
• Тактовая частота: До 40 МГц на шине (20 МГц внутренний генератор с системой фазовой автоподстройки частоты - PLL).
• Производительность: До 10 MIPS на частоте 40 МГц шины.

2. Память:

• Флэш-память программы: 32 КБ с возможностью записи/стирания на лету (In-Application Programming).
• ОЗУ (RAM): 2 КБ.
• Встроенная EEPROM-эмуляция: 1 КБ (реализована во флэш-памяти с повышенной долговечностью циклов записи).
• Защита памяти: Опции блокировки для защиты кода.

3. Периферия и интерфейсы:

• Контроллер ЖК-дисплея (LCD): Ключевая особенность! Поддерживает до:
  • 4x40 сегментов (в режиме 1/4 duty, 1/3 bias)
  • 8x36 сегментов (в режиме 1/8 duty, 1/3 или 1/4 bias)
  • Встроенный генератор для создания смещения (bias).
• Аналого-цифровой преобразователь (ADC): 16-канальный, 10-разрядный SAR ADC.
• Таймеры:
  • Два 2-канальных таймера/счетчика (TPM): Каждый может работать в режимах захвата/сравнения, ШИМ (PWM). Один из них имеет 16-битное разрешение, другой — 8-битное.
  • Модуль реального времени (RTC): Может работать от отдельного 32.768 кГц кварца для часов/календаря.
• Интерфейсы связи:
  • Модуль последовательной связи (SCI/UART): 1 шт.
  • Модуль последовательной периферийной шины (SPI): 1 шт.
  • Модуль межпроцессорной связи (I²C): 1 шт, работает на скоростях до 100 кбит/с.
• Системные модули:
  • Встроенный тактовый генератор (ICG): Включает внутренний генератор 31.25 кГц (для стоп-режимов) и PLL для получения высокой частоты из внешнего кварца 4-20 МГц.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Монитор питания (LVD).
  • Встроенный температурный датчик.

4. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 1.8В - 3.6В (работа в широком диапазоне, типично для батарейного питания).
• Потребление:
  • Очень низкое потребление в режимах ожидания (Wait) и останова (Stop3).
  • Активное потребление ~5-10 мА на 40 МГц (зависит от режима).
• Температурный диапазон: -40°C до +85°C (промышленный/расширенный коммерческий).

5. Корпус и выводы:

• Корпус: LQFP-64 (Low-profile Quad Flat Package).
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 55 программируемых линий ввода/вывода общего назначения с подтяжкой.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Суффикс указывает на корпус, температурный диапазон и вариант поставки.

• MC9S08RD32CPE – Вариант для потребительского/коммерческого диапазона (0°C до +70°C) в корпусе LQFP-64.
• MC9S08RD32VPE – Промышленный/расширенный диапазон (-40°C до +85°C) в корпусе LQFP-64 (именно эта модель чаще всего подразумевается под RD32PE).
• MC9S08RD32CFBE – Аналогичная модель в корпусе QFP-64 (FBE) для коммерческого диапазона.
• MC9S08RD32MPE – Автомобильный диапазон (-40°C до +125°C).

Важно: Буква P в суффиксе (например, PE, PBE) обычно обозначает корпус LQFP/QFP.

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства HCS08)

При выборе аналога или замены важно смотреть на объем памяти и наличие контроллера ЖКИ.

Прямые аналоги с контроллером ЖКИ и разным объемом памяти (семейство S08RD):

• MC9S08RD16 – 16 КБ флэш, 1 КБ ОЗУ, 512 Б EEPROM. Прямая "младшая" замена при нехватке кода.
• MC9S08RD48 – 48 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, 2 КБ EEPROM. "Старшая" модель для более сложных проектов.
• MC9S08RD60 – 60 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, 2 КБ EEPROM. Флагман линейки RD.

Модели БЕЗ контроллера ЖКИ, но с похожей периферией (для замены, если ЖКИ не нужен):

• MC9S08QG8 / MC9S08QD4 – Очень популярные компактные и дешевые модели (семейства QG/QD).
• MC9S08AC128 / MC9S08AC96 / MC9S08AC60 – Мощные модели с большим объемом памяти и периферии (семейство AC).
• MC9S08AW60 – Модель с двумя 16-битными АЦП, ориентирована на измерения.

Современные аналоги от NXP (архитектура ARM Cortex-M0+): Для новых разработок NXP активно предлагает переходить на более производительные и энергоэффективные 32-битные микроконтроллеры. Прямым "духовным" преемником по сочетанию "8-бит + ЖКИ + низкое потребление" можно считать:

• KE14Z / KE15Z – из семейства Kinetic E系列. Это 32-битные Cortex-M0+ микроконтроллеры со встроенным контроллером ЖК-дисплея, низким напряжением питания и богатой периферией. Являются рекомендуемой альтернативой для новых проектов.

Вывод

MC9S08RD32PE — это сбалансированный, "рабочий" микроконтроллер с уникальным для своего класса сочетанием: 32 КБ флэш, контроллер ЖКИ, низкое напряжение питания и полный набор интерфейсов связи. Он отлично подходит для продуктов, где необходим дисплей, длительное время работы от батареи и средняя вычислительная мощность. При начале новых разработок стоит также рассмотреть современные 32-битные аналоги от NXP.