Freescale MC68HC11F1CFN4

Отличный выбор! MC68HC11F1CFN4 — это классический 8-микроконтроллер от Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors), который широко использовался в промышленной автоматике, автомобильной электронике и учебных процессах в 90-х и начале 2000-х годов.

Вот подробное описание и характеристики.

Общее описание

MC68HC11F1 — это высокоинтегрированный 8-битный микроконтроллер с расширенной периферией, построенный на проверенном ядре HC11. Модель F1 относится к семейству с большим объемом памяти и развитым набором встроенных функций. Суффикс CFN4 обозначает конкретный вариант корпуса, температуры и частоты.

Ключевая особенность: Наличие электрочески стираемого ПЗУ (EEPROM) на кристалле, что позволяло легко обновлять программу и хранить данные без необходимости во внешней памяти.

Расшифровка партномера MC68HC11F1CFN4

• MC: Motorola (производитель, позже подразделение стало Freescale).
• 68HC11: Семейство микроконтроллеров.
• F1: Конкретная модель в семействе (объем памяти, набор периферии).
• C: Версия ядра (поздняя, с улучшениями).
• F: Тип корпуса — Quad Flat Pack (QFP).
• N: Диапазон рабочих температур Commercial (0°C to +70°C).
• 4: Тактовая частота 4 МГц (частота на кристалле, внешний кварц может быть 8 МГц, так как внутри есть делитель на 2).

Технические характеристики

1. Ядро и система команд:

• Архитектура: 8-битная, CISC.
• Тактовая частота: До 4 МГц (системная), внешний резонатор/генератор до 8 МГц.
• Система команд: Богатый набор (более 140 инструкций), включая умножение и деление.
• Режимы работы: Одиночный чип (Single Chip), расширенный мультиплекс (Expanded Multiplex), специальный тестовый, режим Bootstrap и специальный режим отладки.

2. Память:

• Встроенная EEPROM: 512 байт (конфигурируемая под программу или данные).
• Встроенное ОЗУ (RAM): 512 байт.
• Встроенное ПЗУ (ROM): 12 Кбайт (в этой модели маскированное ROM, но есть версии с EPROM или без ROM).
• Адресное пространство: 64 Кбайт.

3. Периферия и порты ввода-вывода:

• Порты ввода-вывода: До 38 линий (в зависимости от режима).
• Таймеры:
  • 16-битный основной таймер с системой захвата/сравнения (3 канала захвата, 5 каналов сравнения).
  • Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Последовательные интерфейсы:
  • Асинхронный последовательный порт (SCI) — для RS-232.
  • Синхронный последовательный порт (SPI) — для связи с периферийными микросхемами.
• АЦП (Аналого-цифровой преобразователь):
  • 8-канальный, 8-битный АЦП — ключевая особенность для аналоговых измерений.
• ШИМ (PWM): 8-битный канал ШИМ (только на выводе порта D5).

4. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 5.0 В ±10%.
• Потребление тока: ~15-25 мА в активном режиме при 4 МГц.

5. Корпус:

• CFN: 52-выводной пластиковый Quad Flat Pack (QFP).

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги (отличающиеся суффиксами):

• MC68HC11F1CFN2 / MC68HC11F1CFN3: Аналогичные модели, но с максимальной частотой 2 МГц и 3 МГц соответственно.
• MC68HC11F1CV4 / MC68HC11F1CV2: Версия в корпусе PLCC (Cerdip), частота 4 МГц и 2 МГц.
• MC68HC711F1CFN4: Важнейший аналог! Версия с однократно программируемым ПЗУ (OTP ROM) вместо маскированного ROM. Используется для прототипирования и мелких серий. Полностью совместима по выводам и функционалу.
• MC68HC811F1CFN4: Версия с Flash-памятью (или EEPROM) вместо ROM. Встречается реже.

2. Совместимые модели из семейства HC11 (схожие по функциям, могут отличаться корпусом/памятью):

• MC68HC11A8 / MC711A8: Более ранняя и популярная версия с 8К ROM, 512 байт EEPROM, 256 байт RAM, АЦП. Имеет множество аналогов.
• MC68HC11E9 / MC711E9: Очень популярная модель с 12К ROM, 512 байт EEPROM, 512 байт RAM, АЦП. Часто используется как замена.
• MC68HC11F1: Базовое обозначение без суффикса.
• MC68HC11K4: Модель высшего класса с большим объемом памяти (24К ROM, 768 байт EEPROM, 640 байт RAM), дополнительными таймерами и портами. Не является прямой заменой по выводам, но программно совместима на уровне ядра.

3. Современные аналоги (от NXP): Прямой современной замены с полной совместимостью выводов нет. Однако для новых разработок NXP предлагает переходить на более современные архитектуры:

• S08 Family: 8-битные микроконтроллеры (например, серии S08P, S08PA), которые являются эволюционным развитием HC11. Требуют перепроектирования платы и переписывания кода, но концепции похожи.
• S12 / S12X Family: 16-битные микроконтроллеры, очень популярные в автомобильной промышленности как наследники HC12 (который, в свою очередь, был развитием HC11).
• ARM Cortex-M: Для совершенно новых проектов рекомендуются 32-битные микроконтроллеры на ядрах ARM (серии Kinetis, LPC), которые предлагают на порядок большую производительность и современную периферию.

Области применения (бывшие и текущие)

• Промышленные контроллеры (ЧПУ, датчики, регуляторы).
• Автомобильная электроника (управление стеклоподъемниками, простые блоки управления).
• Учебные стенды и демонстрационные платы.
• Телекоммуникационное оборудование (модемы, интерфейсные платы).
• Различные устройства сбора данных с аналоговых датчиков.

Важно: Данный микроконтроллер считается устаревшим (End-of-Life). Новые партии не производятся, но его можно найти на складах поставщиков или на вторичном рынке. Для ремонта старого оборудования поиск аналогов (особенно MC68HC711F1CFN4) является основной задачей. Для новых проектов его использование не рекомендуется.