Freescale MC9S08SH16CTGR

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S08SH16CTGR, включая технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S08SH16CTGR — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08, разработанный для сверхнизкого энергопотребления и стоимости. Он ориентирован на приложения с батарейным питанием, бытовую электронику, простые системы управления, датчики и портативные устройства.

Ключевая философия семейства S08SH: предоставить минимально необходимый набор периферии для типовых задач, максимально снизив цену и потребление в режимах ожидания (стоп-режимы). Это "рабочая лошадка" для простых, но массовых продуктов.

Технические характеристики

• Ядро: Freescale (NXP) HCS08 (8-битное, совместимое с M68HC08).
• Тактовая частота: До 20 МГц на шине (использует внутренний генератор или внешний кварц).
• Флэш-память (Flash): 16 КБ с возможностью записи/стирания на лету (EEPROM-эмуляция).
• ОЗУ (RAM): 1 КБ.
• Периферия:
  • Таймеры: Два 16-битных таймера (TPM1 и TPM2) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • АЦП (ADC): 10-битный, 8 каналов.
  • Последовательные интерфейсы:
    • SCI (UART): 1 модуль (асинхронный последовательный порт).
    • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
    • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
  • Компаратор: 1 аналоговый компаратор (ACMP).
  • Клавиатура (KBI): 8-канальный модуль прерываний от клавиатуры.
  • Сторожевой таймер (COP): Для защиты от сбоев программы.
  • Таймер реального времени (RTC): С питанием от отдельного источника (в стоп-режимах).
• Напряжение питания: 1.8 В — 3.6 В (широкий диапазон для прямого питания от литиевых батарей или двух AA/AAA элементов).
• Потребление:
  • Активный режим: ~ 150 мкА/МГц (тип.).
  • Режим ожидания (Wait): ~ 8 мкА.
  • Стоп-режим 3 (Stop3) с работающим RTC: < 1 мкА (тип.) — ключевая особенность для длительного автономного режима.
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): 24 линии (в зависимости от конфигурации периферии).
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C).
• Корпус: TQFP-32 (тонкий квадратный плоский корпус с 32 выводами).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Модель MC9S08SH16CTGR — это конкретный вариант в линейке. Обозначение расшифровывается:

• MC9S08SH — семейство.
• 16 — объем флэш-памяти (16 КБ).
• C — версия ядра/периферии.
• T — корпус TQFP.
• G — температурный диапазон (-40°C to +85°C).
• R — обозначение лотка/типа поставки (Tape & Reel).

Основные парт-номера в семействе (отличаются объемом памяти и корпусом):

| Парт-номер | Флэш | ОЗУ | Корпус | Примечание | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | MC9S08SH8CTGR | 8 КБ | 512 Б | TQFP-32 | Младшая модель | | MC9S08SH16CTGR | 16 КБ | 1 КБ | TQFP-32 | Базовая модель | | MC9S08SH32CTGR | 32 КБ | 2 КБ | TQFP-32 | Старшая модель в серии | | MC9S08SH16MTGR | 16 КБ | 1 КБ | MAPBGA-32 | Корпус BGA | | MC9S08SH8CPGR | 8 КБ | 512 Б | PDIP-20 | DIP-корпус для прототипирования | | MC9S08SH16CPGR | 16 КБ | 1 КБ | PDIP-20 | DIP-корпус для прототипирования |

Важно: Буква перед "TGR" (C, M, P) указывает на тип корпуса. Буква "R" в конце обычно означает поставку в барабане (Reel) для автоматического монтажа.

Совместимые и аналогичные модели

При выборе аналога или замены важно учитывать совместимость по выводам (pin-to-pin) и архитектурную/программную совместимость.

1. Прямые аналоги и совместимые модели от NXP (внутри семейства HCS08):

• MC9S08SH8 / SH32 — Прямая совместимость по выводам и периферии. Разница только в объеме памяти. Код легко переносится.
• MC9S08SG(x) — Более раннее/простое семейство. Очень похоже, но имеет некоторые отличия в наборе периферии (например, нет I²C на некоторых моделях). Частично совместимо по выводам, требует проверки даташита. Программная модель ядра идентична.
• MC9S08QE(x) — Более популярное и распространенное семейство "Value Line". Имеет больше периферии (например, больше таймеров, CAN на некоторых моделях) и вариантов корпусов. Не является прямой заменой по выводам, но архитектурно и программно очень близко (тот же набор команд, стиль программирования). Часто рассматривается как более функциональная альтернатива.

2. Современные аналоги от NXP (более новые архитектуры):

• MCU серии S08P — Прямой наследник и замена S08SH/SG. Имеет улучшенные характеристики (ниже потребление, выше ESD-защита), обратно совместим по выводам (pin-to-pin) и коду для многих корпусов. Рекомендуемая замена для новых проектов. Пример: S08PT60.
• MCU семейства Kinetic KL0x / KL1x (ARM Cortex-M0+) — 32-битные микроконтроллеры, превосходящие S08 по производительности и энергоэффективности при сравнимой цене. Не совместимы по выводам и коду, требуют перехода на экосистему ARM. Являются стратегической заменой 8-битных линеек в новых разработках.

3. Аналоги от других производителей (конкуренты в сегменте 8-битных low-end MCU):

• Microchip (Atmel) ATtiny / ATmega (серия AVR) — Например, ATmega328P (как в Arduino Nano) или ATtiny1624. Требуют полной переработки кода и аппаратной части.
• STMicroelectronics STM8S (например, STM8S003F3) — Популярный 8-битный конкурент с низкой стоимостью. Не совместим.
• Silicon Labs (Energy Micro) EFM8 — Очень энергоэффективные 8-битные микроконтроллеры. Не совместимы.

Итог

MC9S08SH16CTGR — это проверенный, ультра-бюджетный 8-битный микроконтроллер с акцентом на низкое энергопотребление в стоп-режимах. Для поддержки существующих проектов лучше искать прямые аналоги в семействе S08SH или S08P. Для новых разработок настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги: pin-to-pin замену S08P от NXP или переход на 32-битные платформы, такие как ARM Cortex-M0+ (серия NXP Kinetic L).