Freescale MC9S8AC16CG

Отличный выбор! MC9S8AC16CG — это очень популярный и надежный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP Semiconductors) из семейства HCS08. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC9S8AC16CG — это высокопроизводительный 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08, оптимизированный для применений, требующих высокой степени интеграции, надежной работы в промышленных условиях и низкого энергопотребления. Он идеально подходит для автомобильной электроники (кузовные системы, управление двигателем), промышленной автоматизации, бытовой техники и сложных потребительских устройств.

Ключевая особенность: Наличие EEPROM (электрически стираемой памяти) на кристалле, что упрощает хранение калибровочных данных и параметров, часто изменяемых во время работы.

Подробные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битная, ядро HCS08.
• Тактовая частота: До 20 МГц на шине (внутренняя работа до 40 МГц с использованием фазовой автоподстройки частоты — PLL).
• Производительность: ~40 нс на минимальную инструкцию, обеспечивает высокую скорость обработки для 8-битных задач.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 16 КБ с возможностью записи/стирания на лету (In-Application Programming).
• EEPROM-память: 512 байт — ключевое преимущество семейства AC. Выдерживает до 100 000 циклов записи.
• ОЗУ (RAM): 1 КБ.
• Защита памяти: Регистр безопасности для защиты кода от несанкционированного чтения.

3. Периферия и интерфейсы:

• Таймеры:
  • Два 2-канальных таймера (TPM1, TPM2): Поддержка ШИМ (PWM), захвата/сравнения, счета импульсов.
  • Сторожевой таймер (COP): Для защиты от сбоев программы.
  • Таймер реального времени (RTC): Может работать в режиме ожидания (Wait/Stop).
• Аналоговые интерфейсы:
  • АЦП (ADC): 10-битный, 16 каналов. Высокая скорость преобразования.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • Serial Peripheral Interface (SPI): 1 модуль.
  • Inter-Integrated Circuit (I²C): 1 модуль.
  • Serial Communications Interface (SCI/UART): 1 модуль (асинхронный).
• Входы/Выходы:
  • Общее количество линий I/O: 44 линии (в корпусе QFP-44).
  • Высококачественные порты ввода/вывода с программируемым подтягивающим резистором и гистерезисом.
• Системные модули:
  • Генератор тактовой частоты (ICG): С внутренним и внешним тактированием, встроенным PLL.
  • Монитор напряжения (LVD): Контроль напряжения питания.
  • Детектор сброса по включению (POR).

4. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 2.7В — 5.5В (широкий диапазон позволяет работать как от 3.3В, так и от 5В).
• Температурный диапазон:
  • Промышленный (Industrial): -40°C до +85°C (стандартный вариант).
  • Автомобильный (Extended): -40°C до +125°C (специальные модификации, например, MC9S8AC16CF).
• Энергопотребление: Поддержка режимов ожидания (Wait) и остановки (Stop) для энергосбережения.

5. Корпус:

• Основной корпус: QFP-44 (Quad Flat Package, 44 вывода).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Основной парт-номер:

• MC9S8AC16CFJ / MC9S8AC16CGJ — полное обозначение, включающее корпус (J = QFP-44) и температурный диапазон.

2. Ключевые суффиксы и их значение:

• AC16 — обозначение объема памяти (Flash 16 КБ, RAM 1 КБ).
• C — базовая версия ядра.
• F / G — Температурный диапазон и тип поставки:
  • F = Расширенный температурный диапазон (-40°C до +125°C). Часто используется в автомобилях.
  • G = Промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C). Более распространен.
• J = Тип корпуса QFP-44.

3. Совместимые и альтернативные модели внутри семейства S8AC: Семейство построено по модульному принципу. Можно подобрать модель с нужным объемом памяти и периферии:

• По объему Flash/EEPROM/RAM:

  • MC9S8AC32 — 32 КБ Flash, 1 КБ RAM, 512 Б EEPROM.
  • MC9S8AC60 — 60 КБ Flash, 4 КБ RAM, 2 КБ EEPROM.
  • MC9S8AC96 — 96 КБ Flash, 6 КБ RAM, 4 КБ EEPROM.
  • MC9S8AC128 — 128 КБ Flash, 8 КБ RAM, 4 КБ EEPROM.
  • MC9S8AC16 — наш вариант: 16 КБ Flash, 1 КБ RAM, 512 Б EEPROM.

• Ближайшие аналоги по характеристикам (пин-в-пин совместимость не всегда полная, нужно проверять datasheet!):

  • MC9S08AC16 — Прямой аналог, часто используется как обобщающее название.
  • MC9S08AW16 — Аналог из семейства AW, отличается наличием контроллера ЖК-дисплея (LCD) и немного другим набором периферии.
  • MC9S08PA4 / PA8 / PA16 — Более новые модели из семейства S08P (Value Line), часто предлагают лучшее соотношение цена/производительность, но могут иметь отличия в периферии и корпусах.

4. Совместимость на уровне ядра и инструментов:

• Инструменты разработки: Все микроконтроллеры с ядром HCS08 используют одинаковые инструменты:
  • Среда разработки (IDE): CodeWarrior for MCU (специальная версия), а сейчас чаще NXP CodeWarrior IDE или Кеil µVision с поддержкой HCS08.
  • Программаторы/отладчики: USB Multilink, Cyclone Pro, а также многие универсальные программаторы.
• Совместимость кода: Код, написанный на C или ассемблере для HCS08, с минимальными правками (в основном, из-за адресов периферии) может быть перенесен между моделями семейства (AC, AW, GT, SH и др.).

Вывод

MC9S8AC16CG — это сбалансированный, мощный и надежный 8-битный контроллер, который благодаря наличию EEPROM, широкому диапазону питающего напряжения и развитой периферии остается востребованным для модернизации старых проектов и в новых разработках, где важна надежность и проверенная временем архитектура.

Важно: Для новых проектов рекомендуется также рассмотреть более современные 8-битные (семейство S08P) или даже 32-битные (ARM Cortex-M, например, серии Kinetis) микроконтроллеры от NXP, которые могут предложить лучшую производительность и более современные инструменты разработки.