Freescale MC9S08RG60CFJ

Отличный выбор! MC9S08RG60 — это классический и надежный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors), который широко использовался и продолжает использоваться в промышленных, автомобильных и потребительских приложениях благодаря своей простоте, устойчивости и богатой периферии.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Краткое описание MC9S08RG60

MC9S08RG60 — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, построенный на ядре S08 CPU. Его ключевые особенности:

• Высокая интеграция: Объединяет на одном кристалле процессорное ядро, память, таймеры, интерфейсы связи и аналоговые модули.
• Надежность: Обладает встроенными системами защиты (сторожевой таймер, монитор сброса, защита от сбоев тактового генератора).
• Низкое энергопотребление: Поддерживает режимы ожидания (Wait) и остановки (Stop).
• Простота разработки: Архитектура CISC, поддерживаемая доступными средствами разработки (CodeWarrior, теперь рекомендуется Kinetis Design Studio и другие IDE с поддержкой S08).
• Применение: Управление двигателями, источники питания, промышленная автоматика, автомобильные системы (кузовная электроника, управление освещением), бытовая техника, простые HMI.

Подробные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale S08 (CISC).
• Тактовая частота: До 20 МГц на шине (внутренний генератор или внешний кварц).
• Команды: Полный набор инструкций HCS08, включая инструкции для обработки таблиц (TBL).

2. Память:

• Флэш-память (EEPROM): 60 КБ с возможностью записи/стирания во время выполнения программы.
• ОЗУ (RAM): 4 КБ.
• Память данных (EEPROM): 2 КБ (является частью флэш-памяти, но с отдельным контроллером для эмуляции EEPROM).

3. Периферия:

• Таймеры:
  • Два 2-канальных таймера/счетчика (TPM): Каждый может работать в режимах PWM (ШИМ), захвата/сравнения, счета импульсов.
  • Модуль реального времени (RTC): Может работать от отдельного источника 32.768 кГц.
• Интерфейсы связи:
  • Модуль последовательной связи (SCI/UART): 2 модуля (асинхронный интерфейс).
  • Модуль последовательной периферийной шины (SPI): 1 модуль.
  • Интерфейс I²C (IIC): 1 модуль, поддерживающий режимы Master/Slave.
• Аналоговые модули:
  • АЦП (ADC): 10-разрядный, 24 канала, время преобразования ~7 мкс, возможность запуска от таймера.
• Системные модули:
  • Монитор сброса (COP): Сторожевой таймер.
  • Генератор тактовой частоты (ICG): Внутренний генератор с точностью ±1% (настраиваемый), поддержка внешнего кварца.
  • Детектор пониженного напряжения (LVD).
  • Модуль отладки (DBG): С поддержкой 2 аппаратных точек останова.

4. Ввод/Вывод:

• Количество линий GPIO: До 54 (зависит от конфигурации и использования альтернативных функций).
• Ток ввода/вывода: До 10 мА на вывод, с ограничением общего тока на порт.

5. Питание и энергопотребление:

• Напряжение питания: 2.7В - 5.5В (широкий диапазон, позволяющий работать как от 3.3В, так и от 5В).
• Потребление: Активный режим ~5 мА (при 5В, 20 МГц), режимы ожидания и остановки с минимальным потреблением.

6. Корпус:

• MC9S08RG60CFJ — это конкретная модель в корпусе QFP-64 (Quad Flat Package, 64 вывода). Корпус FJ имеет размер 10x10 мм.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель указывает на ключевые параметры: MC9S08 (семейство) R (линейка) G (тип памяти/функций) 60 (объем Flash в КБ) C (диапазон напряжения/температуры) FJ (тип корпуса).

Основные варианты в линейке RG60:

• MC9S08RG60CFJ – Корпус QFP-64, промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C), напряжение 2.7-5.5В.
• MC9S08RG60CFD – Корпус QFP-48.
• MC9S08RG60CFU – Корпус QFP-44.
• MC9S08RG60CAG – Более широкий температурный диапазон (-40°C до +125°C), обычно для автомобильных применений.
• Существуют также версии с другими объемами памяти в той же линейке (например, MC9S08RG32, MC9S08RG48).

Совместимые и аналогичные модели

При замене или выборе альтернативы важно смотреть на совместимость по выводам (pin-to-pin), периферии и программной модели.

1. Прямые аналоги и совместимые модели от NXP (Freescale):

• MC9S08RG32 / MC9S08RG48 – Младшие модели в той же линейке с меньшим объемом Flash (32 КБ и 48 КБ). Полная совместимость по выводам и периферии, проще в миграции (часто достаточно пересобрать проект).
• MC9S08RD60 / MC9S08RD48 – Модели из семейства RD. Имеют больше ОЗУ (8 КБ) и больше последовательных интерфейсов (3x SCI, 2x SPI). Очень близки по архитектуре и периферии, часто являются прямым апгрейдом.
• MC9S08QD4 / MC9S08QE8 – Более простые и дешевые модели (серии QD/QE) с меньшим количеством выводов и периферии. Подходят для менее требовательных задач.
• MC9S08AC128 / MC9S08AC96 – Модели с большим объемом Flash (до 128 КБ) и ОЗУ (до 8 КБ), встроенным CAN-контроллером. Для более сложных приложений.

2. Современные 8-битные аналоги от NXP (рекомендованные для новых разработок):

Семейство S08 считается устаревающим (mature), для новых проектов NXP предлагает более современные и эффективные ядра.

• S08P Family – Прямой эволюционный наследник S08. Имеет лучшее соотношение производительности/потребления, улучшенную периферию (например, 16-битные таймеры), сохраняет высокую степень совместимости на уровне кода. Пример: S08PT60.
• S08SU Family – Сверхнизкопотребляющие микроконтроллеры для батарейных устройств.

3. Аналоги от других производителей (требуется переработка ПО и схемы):

• Microchip PIC18F (например, PIC18F45K50, PIC18F46K80) – Популярные 8-битные МК с сопоставимой производительностью и периферией. Требуют полной переработки кода.
• Atmel (Microchip) ATmega (например, ATmega64, ATmega128) – 8-битные МК с архитектурой AVR. Широко распространены, но не совместимы.
• STMicroelectronics STM8S (например, STM8S105, STM8S207) – Конкурирующее семейство 8-битных МК с хорошим соотношением цена/производительность. Архитектура и инструменты другие.
• Renesas RL78 – Мощное семейство 8/16-битных МК, популярное в промышленности и автоэлектронике.

Важное замечание:

При поиске замены для MC9S08RG60CFJ в 2024 году, прежде всего, стоит рассмотреть S08P Family от NXP как наиболее плавный путь миграции с сохранением инвестиций в знания и код. Для абсолютно новых проектов стоит оценить также 32-битные Cortex-M0/M0+ микроконтроллеры (например, NXP Kinetics L или KE series), которые могут предложить лучшую производительность и энергоэффективность при сопоставимой цене.