Freescale MC9S08SH4MTGR

Отличный выбор! MC9S08SH4MTGR — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08 компании Freescale (ныне NXP Semiconductors), ориентированный на бюджетные и массовые приложения с низким энергопотреблением.

Общее описание

MC9S08SH4 — это маломощный, высокоинтегрированный микроконтроллер с ядром S08, идеально подходящий для простых встраиваемых систем, где критичны стоимость, размер и энергоэффективность. Он часто используется в потребительской электронике, бытовой технике, блоках управления моторов, клавиатурах, игрушках, датчиках и системах с батарейным питанием.

Ключевая особенность семейства SH — очень низкое энергопотребление в режимах ожидания (STOP) и работа от широкого диапазона напряжений.

Технические характеристики MC9S08SH4MTGR

• Ядро: Freescale S08 (8-bit), CISC-архитектура, тактовая частота до 20 МГц.
• Флэш-память (Flash): 4 КБ — основной параметр, отраженный в названии (SH4).
• Оперативная память (RAM): 256 байт.
• Память данных (EEPROM): 256 байт — истинная EEPROM, допускающая большое количество циклов перезаписи.
• Тактовая система: Внутренний тактовый генератор (ICS) с точным внутренним генератором 31.25 кГц (для режимов пониженного энергопотребления) и контуром ФАПЧ (PLL) для получения высокой частоты. Поддерживает внешний кварцевый или резонаторный генератор.
• Порты ввода/вывода (I/O): 10 линий GPIO (в 20-пиновом корпусе).
• Таймеры:
  • 1x 2-канальный 16-битный таймер/счетчик (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), ввода захвата и вывода сравнения.
  • Модуль реального времени (RTC) с автономным питанием от 1.8В (может работать в режиме STOP).
• Система прерываний (INT): Контроллер прерываний с возможностью назначения приоритетов.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 1x 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter) с 4 каналами.
  • Аналоговый компаратор (ACMP).
• Последовательные интерфейсы:
  • 1x модуль последовательной связи (SCI) — асинхронный UART.
  • 1x модуль последовательной периферийной шины (SPI).
• Напряжение питания: Широкий диапазон от 1.8В до 3.6В, что позволяет работать от двух батареек типа АА/ААА или литиевых элементов.
• Энергопотребление: Очень низкое.
  • Режим STOP3 с сохранением RAM и RTC: ~0.5 мкА (тип.).
  • Режим WAIT: ~50 мкA при 1 МГц.
  • Рабочий режим: ~3.5 мА при 20 МГц.
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C), на что указывает суффикс "T" в партномере.
• Корпус: TSSOP-20 (20 выводов, тонкий корпус для поверхностного монтажа), на что указывает суффикс "MT".
• Упаковка: На бобине (Tape & Reel), на что указывает суффикс "R".
• Инструменты отладки: Поддерживает протокол Background Debug Mode (BDM) через однопроводной интерфейс.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Парт-номер строится по схеме: MC9S08SH[FlashSize][Package][Temperature][Packaging]

Для данной модели:

• MC9S08SH4MTGR = 4КБ Flash, TSSOP-20, Industrial Temp., Tape & Reel.

Другие варианты в семействе SH4:

• MC9S08SH4CTG — корпус TSSOP-16 (меньше линий I/O).
• MC9S08SH4CPG — корпус DIP-16 (для монтажа в отверстия, прототипирование).
• MC9S08SH4VTG / MC9S08SH4VCTG — расширенный температурный диапазон (-40°C до +105°C, суффикс "V").
• MC9S08SH4MTJ — корпус TSSOP-20, в тюбике (Tube) вместо бобины.

Совместимые и аналогичные модели

При выборе аналога или замены важно смотреть на совместимость по выводам (pin-to-pin) и периферии (peripheral-to-peripheral).

1. Внутри семейства Freescale/NXP S08 (прямая или близкая совместимость):

• MC9S08SH8 — полный аналог с удвоенным объемом Flash (8 КБ) и RAM (512 Б). Идеальная замена "сверху" при нехватке памяти. Парт-номера: MC9S08SH8MTGR, MC9S08SH8CTG и т.д.
• MC9S08SH32/12 — старшие модели в семействе (32КБ/12КБ Flash, больше RAM и функций). Могут быть совместимы по выводам в тех же корпусах, но требуют проверки datasheet.
• MC9S08SG8/SG4 — очень близкое семейство. SGx имеет схожую периферию, но не имеет встроенной EEPROM. Может быть использован как аналог, если EEPROM не нужна. Часто совместим по выводам.

2. Современные аналоги от NXP (архитектурно иные, но для новых проектов):

Это 32-битные ARM-контроллеры, которые при большей производительности и современной экосистеме могут быть сопоставимы по цене и количеству выводов.

• NXP KE系列 (Kinetis E/L) — например, KE02 (ARM Cortex-M0+). Предлагают лучшую производительность, больше периферии и современные инструменты разработки.
• NXP LPC800系列 (ARM Cortex-M0+) — например, LPC804. Компактные и экономичные контроллеры.

3. Аналоги от других производителей (по классу и применению):

• Microchip (Atmel) ATtiny系列 (AVR): например, ATtiny402, ATtiny1614. Популярные 8-битные контроллеры с современными функциями.
• STMicroelectronics STM8S系列: например, STM8S003F3. Широко распространенный экономичный 8-битный МК.
• Renesas RL78系列: например, R7F0C004. Низкопотребляющие 8-битные МК.

Важное замечание:

Прямой drop-in replacement (замена без изменения печатной платы и прошивки) возможна только в рамках моделей MC9S08SHx с одинаковым суффиксом корпуса (MT, CT и т.д.) и, как правило, с большим или равным объемом памяти (например, SH8 вместо SH4). Переход на МК других семейств или производителей требует полного пересмотра схемы, печатной платы и переписывания кода.