Freescale MC9S08QG84CDNE

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale MC9S08QG84CDNE — это классический 8-битный МК из семейства HCS08, пользующийся популярностью благодаря простоте, надежности и низкой стоимости. Вот подробное описание.

Описание и основные особенности

MC9S08QG8 — это 8-битный микроконтроллер с ядром HCS08, оптимизированный для компактных, энергоэффективных и cost-sensitive приложений. Модель QG8 является флагманом в линейке QG и предлагает максимальный объем памяти в этом семействе.

Ключевая философия семейства S08QG: "Больше функций в меньшем корпусе". Это достигается за счет интегрированной системы тактирования (ICS), позволяющей работать без внешних кварцевых резонаторов, и малопотребляющих режимов.

Основные сферы применения: бытовая электроника, пульты ДУ, датчики, маломощные беспроводные устройства, блоки управления в автомобильной периферии (например, управление светом), простые промышленные контроллеры.

Технические характеристики для MC9S08QG84CDNE

Расшифровка маркировки: MC9S08QG8 (семейство), 4 (частота в МГц), C (версия маски/кремния), D (корпус), N (диапазон температур), E (вариант поставки – лента и катушка).

1. Ядро и производительность:

   • Архитектура: 8-битное ядро Freescale HCS08.
   • Тактовая частота (Bus Clock): До 20 МГц (максимальная для ядра). Модель "4" в маркировке указывает на тестовую частоту на производстве, но микроконтроллер может работать на полной скорости при соответствующих условиях (напряжении питания).
   • Напряжение питания: 2.7В - 5.5В (широкий диапазон, позволяет работать от батареи или стабилизированного источника).

2. Память:

   • Флэш-память (Flash): 8 КБ с возможностью записи/стирания на лету (EEPROM-эмуляция).
   • ОЗУ (RAM): 512 байт.
   • ПЗУ (ROM): 256 байт (для загрузчика и данных).

3. Периферия:

   • Таймеры:
     • 1x 16-битный таймер (TIM1) с 2-мя каналами ввода/вывода (с поддержкой ШИМ, захвата/сравнения).
     • 1x 2-канальный 16-битный таймер (TPM1), также с ШИМ и захватом/сравнением.
   • Аналоговые интерфейсы:
     • АЦП (ADC): 10-битный, 8 каналов. Ключевая особенность — может работать в режиме пониженного энергопотребления (ADC с низким энергопотреблением, LPADC).
   • Коммуникационные интерфейсы:
     • SCI (UART): 1 модуль асинхронного последовательного интерфейса.
     • SPI: 1 модуль синхронного последовательного интерфейса.
     • I²C: 1 модуль (обозначается как IIC).
   • Система тактирования:
     • ICS (Internal Clock Source): Встроенный генератор, не требующий внешних компонентов. Может работать от внутреннего источника с точностью ±1% (в полном диапазоне Vdd и температуры).
   • Система контроля:
     • Сторожевой таймер (COP).
     • Детектор сброса по питанию (POR).
     • Детектор пониженного напряжения питания (LVD).

4. Ввод/Вывод:

   • Количество линий I/O: До 14 GPIO (в зависимости от используемой периферии и корпуса).
   • Все порты с защитой от перегрузки по току и возможностью настройки на внутреннюю подтяжку.

5. Корпус и условия эксплуатации:

   • Корпус (D): SOIC-8 (очень популярный и компактный 8-выводной корпус).
   • Диапазон температур (N): Промышленный, от -40°C до +85°C.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Маркировка Freescale/NXP часто указывает на конкретные параметры. Вот основные варианты для MC9S08QG8 в корпусе SOIC-8:

• MC9S08QG84CDNE — Промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C), поставка в ленте/катушке.
• MC9S08QG84CDTE — То же самое, но поставка в лотке (Tray). Вместо 'N' (лента) стоит 'T' (лоток).
• MC9S08QG84CCTE — Промышленный диапазон, но с другой ревизией ядра или маски ('C' вместо 'D' в середине). Обычно 'D' — более поздняя/оптимизированная версия.
• MC9S08QG84CCDNE — Комбинация предыдущих.

Важно: Буква, обозначающая версию маски (например, C или D в позиции QG8**4**C**DNE), может указывать на исправление errata или незначительные изменения. Для нового проекта рекомендуется использовать последнюю доступную версию (обычно с более поздней буквой).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость здесь стоит рассматривать в двух аспектах: аппаратная (пин-в-пин) и программная (семейство).

1. Прямые аналоги и младшие модели в семействе QG (пин-в-пин и программная совместимость):

Это модели с тем же корпусом SOIC-8 и тем же набором периферии, но меньшим объемом памяти. Программный код легко портируется.

• MC9S08QG44CDNE — 4 КБ Flash, 256 Б RAM.
• MC9S08QG84CDNE — 8 КБ Flash, 512 Б RAM.

2. Модели в других корпусах (программная совместимость, другая распиновка):

• MC9S08QG84CPBE — Корпус DIP-8 (для макетирования).
• MC9S08QG84CSCE — Корпус SOIC-16. Имеет больше выводов, а значит, больше линий GPIO доступно одновременно.

3. Совместимые модели из более новых/старых семейств NXP (требуют адаптации):

• Семейство S08PA / S08PT: Более новое семейство, также 8-битное, с улучшенной периферией (например, 16-битный АЦП), обратно совместимо по коду с S08, но требует внимания при переносе из-за различий в периферии. Пример: S08PT60.
• Семейство S08LL / S08SL: Еще более оптимизированы для сверхнизкого энергопотребления (до наноампер в режиме ожидания).
• Семейство MC68HC908QY/QT: Более старое семейство (предшественник HCS08). Совместимость на уровне ассемблера, но не на уровне C-кода из-за различий в ядре.

4. Современные аналоги от NXP (архитектурно другие, но для аналогичных задач):

• Семейство ARM Cortex-M0+ (серия Kinetis L / KE): 32-битные МК (например, KE02 или KL03). Значительно более высокая производительность при сравнимой или меньшей цене, но требуют перехода на другую архитектуру и инструментарий. Являются логичной рекомендацией NXP для новых разработок взамен 8-битных S08.

Вывод

MC9S08QG84CDNE — это проверенный временем, надежный и простой в использовании 8-битный микроконтроллер, идеальный для задач, где не требуется высокая вычислительная мощность, но важны низкая стоимость, малое энергопотребление и минимальное количество внешних компонентов.

Для новых проектов рекомендуется рассмотреть более современные 32-битные МК на ядре Cortex-M0+ от NXP (серия KE или KL), которые предлагают лучшее соотношение цена/производительность. Однако, если вам нужна поддержка старой разработки или вы предпочитаете классическую 8-битную архитектуру, S08QG8 остается отличным выбором.