Freescale MC9S08SH16CTG

Отличный выбор! MC9S08SH16CTG — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP) из семейства HCS08, известный своей надежностью, низким энергопотреблением и богатой периферией для встраиваемых приложений среднего класса.

Краткое описание

MC9S08SH16CTG — это 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08 на тактовой частоте до 20 МГц. Он ориентирован на приложения, требующие баланса между производительностью, энергоэффективностью, количеством периферии и стоимостью. Идеально подходит для:

• Устройств с батарейным питанием (пульты ДУ, датчики, портативные приборы).
• Промышленной автоматики (простые контроллеры, системы управления).
• Бытовая электроника (кухонные приборы, инструменты).
• Автомобильные вспомогательные системы (не критичные к безопасности).

Его ключевые преимущества — очень низкое энергопотребление в режимах ожидания (STOP3), встроенный тактовый генератор (ICS), позволяющий обойтись без внешнего кварца, и развитая периферия.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale HCS08.
• Тактовая частота: До 20 МГц (на внутреннем или внешнем тактовом генераторе).
• Производительность: ~2 такта на инструкцию в среднем, что дает ~10 MIPS на 20 МГц.
• Флеш-память: 16 КБ (с возможностью защиты от чтения/записи).
• ОЗУ (RAM): 1 КБ.
• EEPROM: 512 байт (истинная EEPROM с поддержкой записи во время работы программы).

2. Периферия и интерфейсы:

• Таймеры:
  • 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • 8-битный таймер-счетчик (MTIM).
• Аналоговые интерфейсы:
  • 10-битный АЦП (ADC) с 13-ю каналами.
  • Встроенный компаратор (ACMP).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • Модуль SCI (UART) — асинхронный последовательный порт.
  • Модуль SPI — синхронный последовательный порт.
  • Модуль I²C (IIC) — двухпроводной последовательный интерфейс.
• Системные модули:
  • ICS (Internal Clock Source) — встроенный тактовый генератор, не требующий внешних компонентов.
  • ACMP (Analog Comparator) — аналоговый компаратор.
  • KBI (Keyboard Interrupt) — 8 входов с прерыванием по фронту.
  • Watchdog (COP) — сторожевой таймер.
  • Монитор питания (LVD/LVR).

3. Энергопотребление:

• Очень низкое энергопотребление в режимах ожидания: ~400 нА в STOP3 (сохраняется RAM, работают прерывания от KBI).
• Активное потребление: ~5 мА при 20 МГц.

4. Корпус и выводы:

• Корпус: TSSOP-16 (очень компактный).
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 14 линий (зависит от конфигурации альтернативных функций).

5. Напряжение питания:

• 2.7В — 5.5В (широкий диапазон, позволяет работать от 3В литиевой батарейки или 5В от стабилизатора).

6. Температурный диапазон:

• Промышленный (Industrial): -40°C до +85°C.

Парт-номера и варианты поставки

Основная маркировка — MC9S08SH16CTG.

• MC — Motorola/Freescale.
• 9S08 — семейство (HCS08).
• SH — подсемейство (малопотребляющее, с ICS).
• 16 — объем Flash-памяти (16 КБ).
• C — версия ядра/степпинг.
• T — корпус (TSSOP).
• G — температурный диапазон (-40°C до +85°C).

Альтернативные парт-номера в семействе SH8: Семейство выпускалось с разным объемом памяти и периферии. Основные отличия — объем Flash и RAM.

| Парт-номер | Flash | RAM | EEPROM | Корпусы | Примечание | |----------------|-------|-----|--------|----------------|------------| | MC9S08SH8CTG | 8 КБ | 512 Б | 256 Б | TSSOP-16 | Младшая модель | | MC9S08SH16CTG | 16 КБ | 1 КБ | 512 Б | TSSOP-16 | Базовая модель | | MC9S08SH32CTG | 32 КБ | 2 КБ | 1 КБ | TSSOP-16, LQFP-32 | Старшая модель | | MC9S08SH4CTG | 4 КБ | 256 Б | 256 Б | TSSOP-16 | Самая младшая |

Важно: Последние две цифры в корпусе (например, CT или CTG) могут указывать на версию маски (степпинг) и температурный диапазон. Для новых разработок следует использовать последние доступные степпинги.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги (внутри NXP):

• MC9S08SH32/8/4 — с большим/меньшим объемом памяти. Пин-совместимы в одинаковых корпусах (TSSOP-16), что позволяет масштабировать проект.
• MC9S08SG(xx) — очень близкое семейство, но с немного другим набором периферии (например, нет встроенного компаратора ACMP). Часто является функциональным аналогом.
• MC9S08QD4/QD2 — более простые и дешевые модели (до 4 КБ Flash, меньше периферии) в корпусах SOIC-8/DIP-8.

2. Современные 8-битные аналоги от NXP (миграционный путь): Семейство HCS08 считается устаревающим (mature product). Для новых проектов NXP рекомендует переходить на более современные и энергоэффективные ядра:

• S08P Family — прямое эволюционное развитие S08 с улучшенной производительностью (до 50 МГц), большей периферией и сохранением инструментальной базы (Codewarrior, Processor Expert). Например, S08PT60.
• Kinetic L (KL) и Kinetis E (KE) Series — 32-битные микроконтроллеры на ядре ARM Cortex-M0+. Предлагают значительно более высокую производительность на МГц, лучшую энергоэффективность и современную периферию по сопоставимой цене. Например, MKL16Z128 (Cortex-M0+, 48 МГц, 128 КБ Flash, LQFP-32/48).

3. Аналоги от других производителей (по классу):

• Microchip (Atmel) ATmega328P/A — знаменитый "ардуиновский" контроллер. Сопоставимая производительность, память, периферия. Корпус TQFP-32.
• STMicroelectronics STM8S003F3 — популярный 8-битный контроллер в корпусе TSSOP-20. Отличное соотношение цена/производительность/периферия.
• Texas Instruments MSP430G2553 — 16-битный RISC-контроллер с ультранизким энергопотреблением. Другой подход, но для батарейных приложений — прямой конкурент.

Вывод

MC9S08SH16CTG — проверенный временем, надежный и очень "экономный" по питанию 8-битный микроконтроллер. Он отлично подходит для поддержки legacy-проектов или новых разработок, где критично низкое энергопотребление, известная надежность и есть экспертиза по платформе HCS08.

Рекомендация: При старте нового проекта стоит рассмотреть более современные аналоги от NXP (S08P или Kinetic) или других производителей, так как они предлагают лучшие характеристики, большую доступность на рынке и современную экосистему разработки.