Freescale MC9S08RG32FGE

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем. Вот подробное описание Freescale (NXP) MC9S08RG32FGE.

Общее описание

MC9S08RG32FGE — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08 от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он построен на высокопроизводительном ядре S08 CPU с тактовой частотой до 20 МГц. Микроконтроллер ориентирован на применение в cost-sensitive приложениях с требованием высокой надежности, низкого энергопотребления и широкого набора периферии. Ключевая особенность — наличие EEPROM памяти на кристалле.

Основная целевая сфера применения:

• Промышленная автоматика (датчики, малые приводы)
• Бытовая электроника
• Системы управления двигателями
• Автомобильные вспомогательные системы (кузовная электроника, управление освещением)
• Пользовательские интерфейсы (кнопки, LED)
• Несложные протоколы связи (LIN, SCI, SPI, I²C)

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-бит, ядро Freescale HCS08 (S08CPU)
• Максимальная тактовая частота: 20 МГц (внутренняя шина 20 МГц)
• Команды: Полный набор инструкций HCS08, включая инструкции для работы с таблицами.
• Напряжение питания: 2.7В - 5.5В (широкий диапазон для работы от батареи или нестабилизированных источников).

2. Память (Флэш/EEPROM/RAM):

• Флэш-память программы: 32 КБ с возможностью записи/стирания на лету.
• EEPROM (электрически стираемая): 2 КБ — одно из главных преимуществ семейства. Позволяет хранить данные калибровки, настройки пользователя без износа флэш-памяти.
• ОЗУ (RAM): 2 КБ.

3. Периферия:

• Таймеры:
  • Два 16-битных таймера (TPM1, TPM2): Каждый с 2 каналами (всего 4 канала). Поддерживают ШИМ (PWM), захват/сравнение, счет импульсов.
  • Модуль реального времени (RTC): Может работать в режиме ожидания (Wait/Stop) для учета времени с минимальным потреблением.
• Интерфейсы связи:
  • SCI (UART): 1 модуль (двунаправленный асинхронный последовательный порт).
  • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
  • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit) с поддержкой адресации 7/10 бит.
• Аналоговые модули:
  • АЦП (ADC): 10-битный, 16 каналов. Возможность сканирования последовательности каналов.
• Системные модули:
  • Модуль управления сбросом и питанием (SRS/SYNC)
  • Внутренний тактовый генератор (ICS): Включает генератор с внутренней подстройкой частоты (FLL), что позволяет обойтись без внешнего кварца.
  • Сторожевой таймер (COP)
  • Монитор напряжения (LVD/LVW)

4. Ввод/Вывод:

• Количество линий GPIO: 48 (в 64-выводном корпусе QFP64).
• Возможности портов ввода-вывода: Программируемые подтяжки, ограничение скорости нарастания, высокая нагрузочная способность.

5. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус: QFP-64 (64 вывода, Quad Flat Package).
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Полное обозначение для заказа:

• MC9S08RG32FGE — это полный парт-номер, где:
  • MC9S08 — семейство.
  • RG — конкретная серия (обозначает набор периферии и объем памяти).
  • 32 — объем флэш-памяти (32 КБ).
  • F — наличие EEPROM (2 КБ).
  • G — диапазон температур (промышленный, -40°C до +85°C).
  • E — корпус QFP-64.

2. Совместимые и аналогичные модели в семействе S08RG:

Семейство построено по модульному принципу. Можно подобрать модель с меньшим объемом памяти или другим корпусом для оптимизации стоимости.

• По памяти (флэш/EEPROM/RAM):

  • MC9S08RG16FGE — 16 КБ флэш, 1 КБ EEPROM, 1 КБ RAM.
  • MC9S08RG60FGE — 60 КБ флэш, 4 КБ EEPROM, 4 КБ RAM.
  • MC9S08RG48FGE — 48 КБ флэш, 3 КБ EEPROM, 3 КБ RAM.

• По корпусу (меньшее число выводов):

  • MC9S08RG32FCL — корпус LQFP-48 (48 выводов). Меньше линий GPIO, но дешевле и компактнее.
  • MC9S08RG32FCP — корпус LQFP-44 (44 вывода).
  • MC9S08RG32FCT — корпус LQFP-32 (32 вывода).

3. Функционально совместимые модели из других семейств HCS08: Если нужна схожая периферия, но другие объемы памяти или дополнительные функции, можно рассмотреть:

• Семейство S08QG — более простое, меньше периферии, меньше выводов (для самых бюджетных решений).
• Семейство S08PT — специализировано для сенсорных интерфейсов (Touch Sensing).
• Семейство S08LL — оптимизировано для сверхнизкого энергопотребления (Low Leakage).
• Семейство S08PA — имеет усиленные драйверы для управления двигателями.

Важное примечание по совместимости: Микроконтроллеры внутри семейства S08RG обладают высокой степенью пин-ту-пин (pin-to-pin) и код-совместимости (code-compatible). Переход с RG32 на RG60 или на модель в корпусе с меньшим числом выводов (например, с FGE на FCL) часто требует лишь минимальных изменений в коде (настройка макросов с выводами) и перекомпиляции проекта.

Краткое резюме

MC9S08RG32FGE — это сбалансированный 8-битный микроконтроллер, который идеально подходит для проектов, где важны:

• Наличие настоящей EEPROM на кристалле.
• Работа от широкого диапазона напряжений (2.7-5.5В).
• Достаточная вычислительная мощность (20 МГц) для 8-битных задач.
• Богатый набор периферии (АЦП, таймеры, UART, SPI, I²C).
• Промышленный температурный диапазон.

Его прямые конкуренты — это 8-битные микроконтроллеры других производителей (Microchip PIC, Atmel AVR, STM8), но наличие EEPROM и надежность семейства HCS08 являются его сильными конкурентными преимуществами.