Freescale MCF51JU128VLH

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale MCF51JU128VLH — это представитель семейства энергоэффективных 32-битных микроконтроллеров на ядре ColdFire V1, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений.

Общее описание

Микроконтроллер MCF51JU128VLH относится к линейке Freescale 32-bit ColdFire Microcontrollers (MCU). Его ключевая особенность — оптимальное соотношение производительности, энергопотребления и стоимости, что делает его идеальным для приложений, где требуется больше вычислительной мощности, чем у 8/16-битных МК, но без переплаты за избыточные функции высокопроизводительных ядер.

Основные целевые области применения:

• Промышленные системы управления (HMI, датчики, приводы)
• Устройства для умного дома и строительства
• Медицинские портативные приборы
• Потребительская электроника
• Устройства с питанием от батарей

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битное ядро ColdFire V1 (версия V1, не поддерживает инструкции умножения/деления в ядре, что отличает его от V2/V3/V4).
• Тактовая частота: До 50.33 МГц.
• Производительность: До ~50 Dhrystone MIPS.
• Шина: 32-битная шина данных.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 128 КБ с возможностью ускоренного чтения и EEPROM-эмуляцией.
• ОЗУ (RAM): 16 КБ.
• EEPROM: Эмулируется во флэш-памяти.

3. Периферия и интерфейсы:

• Аналого-цифровые преобразователи (ADC):
  • 16-канальный 12-битный SAR ADC.
  • 13-канальный 6-битный ADC (быстрый, для обратной связи в системах управления).
• Цифро-аналоговые преобразователи (DAC):
  • 2 x 12-битных DAC.
• Таймеры:
  • 2 x 16-битных таймера PWM (FlexTimer - FTM) с поддержкой широтно-импульсной модуляции (PWM), захвата/сравнения и подсчета импульсов.
  • 2 x Многоцелевых таймера (Timer/PWM - TPM).
  • Программируемый интервальный таймер (PIT).
  • Часы реального времени (RTC) с отдельным источником питания (VBAT).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 2 x UART/SCI (асинхронный последовательный интерфейс).
  • 2 x SPI (синхронный последовательный интерфейс).
  • 1 x I²C (двухпроводной интерфейс).
  • USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) контроллер с интегрированным трансивером (PHY). Это одна из ключевых особенностей серии "JU".
• Системные модули:
  • Модуль контроля питания (PMC).
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Модуль генерации тактовой частоты (ICS) с внутренним и внешним осцилляторами.
  • Аналоговый компаратор (ACMP).

4. Энергопотребление и корпус:

• Напряжение питания: 1.8В - 3.6В (низковольтное питание, подходит для батарейных применений).
• Режимы низкого энергопотребления: Ожидания (WAIT), Остановки (STOP).
• Корпус: LQFP-64 (размер 10x10 мм).

Парт-номера и варианты в семействе

Модель MCF51JU128VLH является частью серии MCF51JU128. Полное обозначение расшифровывается:

• MCF51J – Серия/семейство (ColdFire V1 с USB).
• U – Наличие модуля USB.
• 128 – Объем флэш-памяти в КБ.
• VLH – Вариант корпуса (LQFP-64) и диапазон рабочих температур (промышленный, -40°C до +85°C).

Парт-номера и совместимые модели в том же семействе:

Семейство MCF51JU построено по модульному принципу. Основные отличия — объем памяти и тип корпуса. Ниже приведены модели с таким же набором периферии, но разным объемом памяти и/или корпусом:

1. По объему памяти (аналоги с USB):

   • MCF51JU64VLH – 64 КБ Flash, 8 КБ RAM, корпус LQFP-64.
   • MCF51JU96VLH – 96 КБ Flash, 12 КБ RAM, корпус LQFP-64.
   • MCF51JU128VLH – 128 КБ Flash, 16 КБ RAM, корпус LQFP-64 (рассматриваемая модель).
   • MCF51JU256VLH – 256 КБ Flash, 32 КБ RAM, корпус LQFP-64.

2. По корпусу (для MCF51JU128):

   • MCF51JU128VLH – LQFP-64 (10x10 мм).
   • MCF51JU128VLD – LQFP-48 (7x7 мм). Меньшее количество выводов, компактнее.
   • MCF51JU128VFM – QFN-48 (7x7 мм). Бескорпусный вариант для самых компактных решений.

3. Совместимые модели БЕЗ USB (серия MCF51J):

   • Если USB не требуется, можно рассмотреть более дешевые аналоги из той же серии, но с другой периферией вместо USB. Они имеют схожую вычислительную часть и набор таймеров/АЦП. Например:
     • MCF51JE128VLH – Вместо USB имеет модуль Ethernet (MAC).
     • MCF51JM128VLH – Вместо USB имеет модуль контроллера ЖК-дисплея (Segment LCD).
     • MCF51QE128 – Базовый вариант без USB, Ethernet и LCD, часто с меньшим количеством выводов.

Важное примечание по совместимости: Модели в рамках одной серии (например, все MCF51JUxxx) обладают высокой степенью совместимости по выводам (pin-to-pin) и программному коду. Переход с одной на другую (например, с 128 КБ на 256 КБ флэш) обычно требует минимальных изменений. Переход между сериями (с JU на JE или JM) требует переработки схемы и кода, так как меняется ключевая периферия.

Резюме

Freescale MCF51JU128VLH — это сбалансированный 32-битный микроконтроллер для применений, где важны низкое энергопотребление, наличие USB-хоста/устройства и 12-битных ЦАП/АЦП при ограниченном бюджете. Его прямой аналог в современной линейке NXP (которая приобрела Freescale) можно искать среди микроконтроллеров серии Kinetis L или Kinetis E, хотя полного pin-to-pin аналога может не существовать из-за смены архитектуры ядра (ColdFire -> ARM Cortex-M).