Freescale MC9S12DG128BCFU

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (NXP) MC9S12DG128BCFU, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S12DG128 — это 16-битный микроконтроллер из знаменитого семейства HCS12 (или S12), которое стало отраслевым стандартом в автомобильной электронике, промышленной автоматизации и образовательных проектах (широко известен благодаря платам разработки от Freescale и сторонних производителей).

Он построен на высокопроизводительной 16-битной архитектуре CPU12 (с тактовой частотой до 25 МГц), которая обеспечивает хороший баланс между производительностью, энергоэффективностью и простотой программирования на языке C. Микроконтроллер известен своей надежностью, развитой периферией и развитой экосистемой инструментов разработки.

Суффикс "BCFU" в парт-номере указывает на конкретный вариант корпуса и температурный диапазон:

• B: Вариант исполнения (здесь: специфичная для данного чипа версия).
• C: Диапазон рабочей температуры от -40°C до +85°C (расширенный промышленный/автомобильный).
• FU: Тип корпуса 80-контактный QFP (Quad Flat Pack).

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядро | 16-битное ядро CPU12, совместимое с CPU11 (M68HC11). | | Тактовая частота | До 25 МГт/с (машинный цикл 50 нс). | | Объем памяти | • Flash EEPROM: 128 КБ
• RAM: 8 КБ
• EEPROM (отдельная): 2 КБ | | Периферия | • Входы/Выходы (I/O): До 59 линий (многоплексованные с периферией).
• Таймеры: 2x 8-канальных модуля TIM (PWM) с захватом/сравнением, 1x 16-канальный модуль PWM (8-бит или 16-бит).
• АЦП: 8-канальный, 10-битный АТД с временем преобразования ~7 мкс.
• Последовательные интерфейсы: 2x SCI (UART), 2x SPI, 1x I²C.
• Контроллер CAN: 1x модуль MSCAN версии 2.0 A/B (поддержка CAN 2.0).
• Сторожевые таймеры: COP (Watchdog), Real-Time Interrupt (RTI).
• Тактирование: Встроенный генератор с ФАПЧ (PLL) для тактирования от кварца 4-16 МГц. | | Напряжение питания | 5.0 В (номинально, с диапазоном обычно 4.5В - 5.5В). | | Потребление | Типовое значение ~25-35 мА в активном режиме на 25 МГц. | | Корпус | 80-QFP (квадратный, планарный, с шагом выводов 0.65 мм). | | Температурный диапазон | -40°C до +85°C. | | Особенности | • Поддержка Background Debug (BDM) для отладки и программирования.
• Векторный прерывания.
• Возможность работы в однокристальном режиме. |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Полный парт-номер формируется с учетом диапазона температур и типа корпуса. Для MC9S12DG128 основные варианты:

• MC9S12DG128BCFU — Наиболее распространенный вариант (80-QFP, -40°C до +85°C).
• MC9S12DG128BCPV — Корпус 112-контактный LQFP (больше линий I/O, -40°C до +85°C).
• MC9S12DG128CPV — Аналог выше, но, как правило, с другими производственными ревизиями.
• MC9S12DG128MPVE — Вариант для -40°C до +125°C (автомобильный Grade 1) в корпусе 112-LQFP.
• MC9S12DG128ACFU / ACP — Более ранние версии или ревизии (A вместо B).

Важно: Буква после "MC9S12DG128" (A, B, C и т.д.) обозначает маскированный набор (mask set) или ревизию кристалла, которые могут иметь незначительные отличия в errata или периферии. При замене необходимо сверяться с даташитами.

Совместимые и аналогичные модели (Семейство S12)

Семейство S12 построено по модульному принципу. Модели отличаются объемами памяти, набором периферии и количеством выводов.

Прямые аналоги с разным объемом памяти (пин-совместимые или с тем же набором периферии):

• MC9S12DG64 — 64 КБ Flash, 4 КБ RAM, 1 КБ EEPROM. Прямой аналог с меньшей памятью.
• MC9S12DG256 — 256 КБ Flash, 12 КБ RAM, 4 КБ EEPROM. Модель с увеличенной памятью.
• MC9S12DT128/256 — Аналогичны DG, но имеют два модуля MSCAN (2x CAN).

Совместимые по архитектуре и инструментам (используют те же ядро, инструменты разработки — CodeWarrior, BDM):

• MC9S12C128 — Более дешевая версия с 64-контактным корпусом, без CAN, меньше периферии.
• MC9S12XE100/256 — Модели семейства S12X с расширенным ядром XGATE (сопроцессор для обработки прерываний), значительно более производительные, но сохраняющие совместимость по периферии и инструментам. Являются логичным апгрейдом.
• MC9S12A64/128/256 — Другие популярные представители семейства с различной периферией.
• Младшие модели: MC9S12DJ, MC9S12GC, MC9S12HY серии.

Важное замечание по совместимости:

1. Периферия и распиновка: При замене одной модели на другую необходимо тщательно сверять datasheet и pinout. Даже модели с одинаковым корпусом могут иметь разные функции на выводах.
2. Программная совместимость: Код, написанный на C, как правило, переносится легко, особенно если используется аппаратная абстракция (HAL). Ассемблерный код, завязанный на абсолютные адреса памяти, потребует правок.
3. Инструменты: Все микроконтроллеры семейства S12 программируются и отлаживаются через BDM-интерфейс (Background Debug Mode). Компиляторы (например, CodeWarrior for HCS12) поддерживают все семейство.

Области применения

• Автомобильная электроника (кузовные модули, управление светом, простые узлы).
• Промышленные контроллеры.
• Медицинское оборудование (низкой и средней сложности).
• Учебные стенды и проекты (благодаря популярности плат типа Dragon12-Plus).
• Устройства с интерфейсом CAN.

Этот микроконтроллер, хотя и не является новейшим, остается надежным и хорошо изученным решением для множества встраиваемых задач, особенно там, где важна стабильность и наличие проверенных инструментов.