Freescale MC9S12D64MPV

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S12D64MPV, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S12D64MPV является представителем популярного 16-битного семейства микроконтроллеров HCS12 (или S12) от Freescale. Это однокристальный МК, построенный на высокопроизводительной 16-битной архитектуре CPU12 (усовершенствованная версия процессора HC11). Он ориентирован на применение в автомобильной электронике (кузовные системы, управление освещением, простые узлы комфорта), промышленной автоматике и бытовых приборах, где требуется надежность, богатая периферия и умеренная вычислительная мощность.

Ключевая особенность семейства S12D — это модуль внешней шины (External Bus Interface, EBI), позволяющий подключать внешнюю память (RAM, ROM, Flash) и периферийные устройства, что критически важно для приложений, требующих больше памяти, чем есть на кристалле. Суффикс MPV в названии указывает на корпус типа QFP-112 и промышленный температурный диапазон.

Ключевые технические характеристики

• Ядро: 16-битное HCS12 (CPU12), тактовая частота до 25 МГц.
• Память:
  • 64 КБ Flash EEPROM (с возможностью бутлоадера и защитой от чтения).
  • 4 КБ EEPROM (электрически стираемая).
  • 8 КБ ОЗУ (SRAM).
  • Внешняя шина: 16-битная мультиплексированная адресная/данная шина, поддерживающая до 4 МБ внешнего адресного пространства.
• Периферия:
  • 2x Асинхронных последовательных интерфейса (SCI/UART).
  • 1x Синхронный последовательный интерфейс (SPI).
  • 1x Интерфейс I²C (IIC).
  • 8-канальный 16-битный таймер (Timer Module - TIM), с возможностью ввода/вывода, захвата/сравнения и генерации ШИМ (PWM).
  • 8-канальный 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter).
  • 5-канальный контроллер ШИМ (PWM) 8-бит.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Модуль реального времени (RTI).
• Системные характеристики:
  • Напряжение питания: 2.35В - 5.5В (широкий диапазон, совместимый с 3.3В и 5В логикой).
  • Тактирование: Встроенный генератор с петлей ФАПЧ (PLL), поддерживающий работу с кварцевым резонатором или внешним тактовым сигналом.
  • Порты ввода/вывода: До 91 линия I/O (в зависимости от конфигурации и использования внешней шины).
• Корпус: QFP-112 (Quad Flat Package, 112 выводов).
• Температурный диапазон: Industrial (-40°C до +85°C).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale/NXP часто включает различные суффиксы, обозначающие корпус, температурный диапазон и тип поставки.

• MC9S12D64MPV – Основной номер, указанный вами. Промышленный диапазон, корпус QFP-112.
• MC9S12D64CPV – Коммерческий температурный диапазон (0°C до +70°C), корпус QFP-112.
• MC9S12D64MPVE – С суффиксом "E", часто обозначает вариант в ленте (Tape & Reel) для автоматизированной сборки.
• MC9S12D64CVE – Коммерческий диапазон, корпус QFP-112, в ленте.
• MC9S12D64MFU – Промышленный диапазон, корпус QFP-80 (урезанное количество линий I/O, отсутствие внешней шины).
• MC9S12D64CFU – Коммерческий диапазон, корпус QFP-80.

Примечание: Буква в середине (M vs C) указывает на температурный диапазон, а последние буквы (PV, VE, FU) — на тип корпуса и упаковки.

Совместимые и аналогичные модели (Семейство S12D)

Микроконтроллеры в рамках одного семейства имеют одинаковое ядро и набор периферии, различаясь объемом памяти. Они обладают высокой степенью пин-в-пин и кодовой совместимости (при условии учета объема памяти), что позволяет легко масштабировать проект.

Семейство MC9S12D (в порядке увеличения объема Flash-памяти):

1. MC9S12D32 – 32 КБ Flash, 2 КБ EEPROM, 2 КБ RAM.
2. MC9S12D64 – Данная модель – 64 КБ Flash, 4 КБ EEPROM, 8 КБ RAM.
3. MC9S12D128 – 128 КБ Flash, 8 КБ EEPROM, 8 КБ RAM.
4. MC9S12D256 – 256 КБ Flash, 12 КБ EEPROM, 12 КБ RAM.

Более новые/расширенные семейства (частичная совместимость):

• MC9S12XE – Флагманская линейка S12 с повышенной производительностью (ядро XGATE в дополнение к S12), большей частотой (до 50 МГц) и увеличенной периферией. Обладает обратной совместимостью по коду и выводам с соответствующими моделями S12D, но требует адаптации инструментов и внимания к новым функциям.
• MC9S12G – Более современное и экономичное семейство, оптимизированное по стоимости. Имеет схожую периферию, но другую организацию памяти и набор корпусов. Прямой пин-в-пин замены может не быть, требуется переразводка платы.

Важное замечание

Микроконтроллеры семейства MC9S12, включая D64, являются устаревшими (NRND - Not Recommended for New Design) согласно официальной политике NXP. Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные замены, такие как:

• S12 MagniV (S12ZVL, S12VR) – Сочетание ядра S12 с силовой периферией.
• ARM Cortex-M микроконтроллеры от NXP (семейства Kinetis, LPC, S32K для автомобилей) – Обладают значительно более высокой производительностью, энергоэффективностью и современными инструментами разработки.

Однако MC9S12D64MPV по-прежнему широко используется в поддержке существующего парка оборудования и в образовательных целях (благодаря доступности отладочных средств).