Freescale MC9S08SE8VWL

Отличный выбор микроконтроллера. Freescale MC9S08SE8VWL — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, ориентированный на применение в бюджетных, но требовательных к надежности и энергоэффективности устройствах.

Краткое описание

MC9S08SE8 представляет собой ядро HCS08 с тактовой частотой до 20 МГц, обладающее высокой производительностью (до 0.5 MIPS на МГц) и низким энергопотреблением. Модель SE8VWL относится к варианту в корпусе VWL (32-QFN) с объемом флэш-памяти 8 КБ и объемом ОЗУ 512 байт.

Ключевая философия семейства S08SE: предоставить максимальную интеграцию периферии для типовых задач (управление двигателями, источники питания, бытовая техника, датчики) при минимальной стоимости системы. Он включает ряд аналоговых и цифровых модулей, что снижает необходимость во внешних компонентах.

Технические характеристики

• Ядро: Freescale HCS08 (8-bit)
• Тактовая частота: до 20 МГц (шина до 10 МГц)
• Производительность: ~10 MIPS на частоте 20 МГц.
• Память:
  • Флэш-память (Flash): 8 КБ с возможностью записи/стирания на лету (EEPROM-эмуляция).
  • ОЗУ (RAM): 512 байт.
  • ПЗУ (ROM): 2 КБ — содержит монитор прошивки (монтитор отладки BDG) и библиотеку математических функций.
• Периферия:
  • Таймеры (Timer/PWM):
    • 1 x 2-канальный таймер (TPM1) с поддержкой ШИМ (PWM), входного захвата и выходного сравнения.
    • 1 x 6-канальный 16-битный таймер (TPM2) — ключевая особенность. Может работать как:
      • 6 x 16-битных ШИМ с гибкой настройкой.
      • 3 x парных (комплементарных) ШИМ с программируемым временем мертвой зоны (deadtime insertion) — критично для управления мостами (H-мост, 3-фазный инвертер).
      • Поддержка сброса по внешнему событию (для защиты силовых ключей).
  • Аналоговые модули:
    • 1 x 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter) с 16-канальным мультиплексором. Может запускаться от таймера.
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • 1 x модуль последовательного интерфейса (SCI) — UART.
    • 1 x модуль последовательной периферийной шины (SPI).
    • 1 x модуль межпроцессорного интерфейса (I²C) — только в режиме Slave.
  • Системные модули:
    • Встроенный генератор (Internal Clock Source, ICS) — позволяет работать без внешнего кварца.
    • Сторожевой таймер (COP Watchdog).
    • Модуль мониторинга питания (LVD).
    • До 26 линий ввода/вывода общего назначения (GPIO) с поддержкой внутренних подтягивающих резисторов.
• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон).
• Температурный диапазон: от -40°C до +85°C (промышленный).
• Потребление:
  • Очень низкое в режимах ожидания (Wait, Stop3).
  • Автоматическое переключение между режимами для экономии энергии.
• Корпус: VWL — 32-выводной QFN (Quad Flat No-leads), размер 5x5 мм. Компактный и с хорошими тепловыми характеристиками.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Основная номенклатура строится по шаблону: MC9S08SE8xxxWL или MC9S08SE8xxxWL R

Где xxx обозначает:

• V — корпус 32-QFN (VWL).
• C — корпус 32-LQFP.
• M — корпус 28-SOIC.

Основные парт-номера для модели в корпусе VWL (32-QFN):

1. MC9S08SE8VWL — стандартная промышленная версия, лоток/трубка.
2. MC9S08SE8VWLR — то же самое, но в виде рулона (tape & reel) для автоматизированного монтажа.
3. MC9S08SE8VWLC / MC9S08SE8VWLCR — могут встречаться как варианты для расширенного температурного диапазона или с отличиями в маркировке (уточнять у дистрибьютора).

Важно: Последние цифры в полном коде на корпусе (например, "2N50M") обозначают маску (версию прошивки загрузчика) и температурный код. Для новых разработок это не критично.

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства)

Семейство S08SE построено по принципу масштабируемости. Модели отличаются объемом памяти, количеством выводов и периферии. Код легко переносится между ними.

1. Модели с полной совместимостью по выводам (Pin-to-Pin compatible):

• MC9S08SE4VWL — полный аналог, но с 4 КБ флэш-памяти и 256 байт ОЗУ.
• MC9S08SE2VWL — полный аналог, но с 2 КБ флэш-памяти и 128 байт ОЗУ.
  • Идеально для апгрейда/даунгрейда в рамках одного PCB.

2. Модели с совместимым ядром и периферией, но другим корпусом (Software compatible):

• MC9S08SE8CWL — корпус 32-LQFP.
• MC9S08SE8MWL — корпус 28-SOIC (имеет меньше линий GPIO).
• Соответствующие версии с памятью 4КБ и 2КБ (SE4, SE2).

3. Более мощные/богатые модели семейства S08 (для апгрейда):

• MC9S08SH8 — имеет больше периферии (дополнительный SCI, больше таймеров, 12-битный АЦП), 8 КБ флэш.
• MC9S08SG8 — похож на SH, но с другими вариантами периферии. Имеет полный мастер-режим I2C.
• MC9S08QD4 — более дешевый и простой вариант (меньше выводов, памяти), но с тем же ядром.

4. Прямые аналоги от других производителей (требуют переработки ПО):

• Microchip PIC16F1xxx (с ядром Enhanced Mid-Range).
• STMicroelectronics STM8S003F3 (популярный аналог по цене и производительности).
• NXP (бывш. Freescale) теперь активно продвигает семейство Kinetic L (ARM Cortex-M0+) как современную замену 8-битным S08 в новых разработках, например, KE02.

Применение

Благодаря мощному 6-канальному таймеру с поддержкой комплементарных ШИМ, этот микроконтроллер исторически был популярен в:

• Управление бесколлекторными (BLDC) и коллекторными двигателями.
• Импульсные источники питания (SMPS).
• Бытовая техника (кофемашины, вентиляторы, стиральные машины).
• Промышленная автоматика (простые контроллеры, датчики).

Важное примечание: Freescale Semiconductor была приобретена NXP Semiconductors в 2015 году. Поэтому официальным производителем и поставщиком теперь является NXP. Микроконтроллеры семейства S08 находятся в стадии "Not Recommended for New Designs" (NRND) или "Active" для некоторых моделей, но производство продолжается для поддержки существующих проектов. Для новых разработок NXP рекомендует рассматривать архитектуру ARM Cortex (семейства Kinetic L, Kinetic E).