Freescale S9S08SG32E1MTJ

Отличный выбор микроконтроллера. Freescale (ныне NXP) S9S08SG32E1MTJ — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений с акцентом на низкое энергопотребление, надежность и низкую стоимость.

Краткое описание

S9S08SG32 — это флагманская модель линейки S08SG, сочетающая высокую производительность ядра HCS08 с богатой периферией и большим объемом памяти. Микроконтроллер идеально подходит для сложных приложений, где требуется множество интерфейсов, аналоговых и цифровых функций: системы управления двигателями, промышленная автоматика, умные датчики, бытовая электроника и медицинские устройства.

Ключевая особенность — наличие USB 2.0 Full-Speed контроллера (только для устройств, без хоста), что выделяет его среди многих других 8-битных МК.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale HCS08.
• Тактовая частота: До 40 МГц (20 МГц шина) от внутреннего генератора или внешнего источника.
• Производительность: ~40 нс на минимальную инструкцию, эффективная работа даже на пониженных частотах для экономии энергии.

2. Память:

• Флэш-память: 32 КБ с возможностью EEPROM-эмуляции (чтение/запись во время выполнения).
• ОЗУ (RAM): 2 КБ.
• EEPROM: 1 КБ (или эмуляция во флэш-памяти).

3. Периферия и интерфейсы:

• USB 2.0: Контроллер Full-Speed (12 Мбит/с) для работы в режиме устройства (Device). Имеет встроенный физический уровень (PHY).
• Аналоговые модули:
  • АЦП (ADC): 16-канальный, 12-битный, с возможностью автоматического сравнения.
  • Компараторы (ACMP): 2 аналоговых компаратора.
• Таймеры:
  • TPM (Timer/PWM): Два 6-канальных таймера (TPM1 и TPM2) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения и счета.
  • RTC (Real-Time Clock): Модуль часов реального времени с независимым источником тактирования (от часового кварца).
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI (UART): Два модуля асинхронного последовательного интерфейса.
  • SPI: Один модуль синхронного последовательного интерфейса.
  • I²C: Один модуль интерфейса I²C (называемый IIC).
• Системные функции:
  • Клавиатура (KBI): 8-канальный модуль прерываний от клавиатуры.
  • Сторожевой таймер (COP): Контроллер правильной работы программы.
  • Монитор тактовой частоты (FLL): Для стабилизации внутреннего тактового генератора.
  • Генератор случайных чисел (RNG).
• Входы/Выходы: До 54 GPIO (зависит от корпуса), с высокой нагрузочной способностью и программируемыми настройками.

4. Электропитание и энергопотребление:

• Напряжение питания: 1.8 В — 3.6 В (работа в широком диапазоне).
• Режимы пониженного энергопотребления: Wait, Stop3 (с сохранением RAM и состоянием периферии), Stop2 (частичное отключение).

5. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус (для MTJ): LQFP-64.
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C или до +105°C для расширенных версий).
• Степень интеграции: Высокая, включает все необходимое для минимальной обвязки.

Парт-номер (Part Number) и расшифровка: S9S08SG32E1MTJ

• S9S08SG: Семейство и серия микроконтроллера (HCS08, серия SG).
• 32: Объем флэш-памяти в КБ (32 КБ).
• E: Вариант температурного диапазона/версии ядра.
• 1: Код специфических функций (часто указывает на наличие USB).
• M: Тип корпуса (M = LQFP).
• T: Вариант упаковки (на ленте, Tape & Reel).
• J: Уровень качества (промышленная температура, обычно -40°C to +85°C).

Совместимые и альтернативные модели (внутри семейства)

Модели сгруппированы по ключевым отличиям: наличие USB и объем памяти.

1. Прямые аналоги с USB (S9S08SGx):

• S9S08SG16E1MTJ – То же самое, но 16 КБ флэш-памяти и 1 КБ RAM. Прямая замена при нехватке памяти у SG32.
• S9S08SG8E1MTJ – То же самое, но 8 КБ флэш-памяти и 512 Б RAM.
• S9S08SG4E1MTJ – То же самое, но 4 КБ флэш-памяти и 512 Б RAM.

2. Модели БЕЗ USB, но с похожей периферией (семейство S9S08SH/DZ/RN):

Эти модели часто имеют схожий набор периферии (АЦП, таймеры, интерфейсы), но не имеют USB-контроллера. Они дешевле и подходят, если USB не требуется.

• S9S08SH8/16/32 – Ближайшие аналоги без USB. Имеют 12-битный АЦП, TPM, SCI, SPI, I²C.
• S9S08DZ60/48/32 – Более старые модели с большим объемом флэша (до 60КБ) и RAM, но часто с 10-битным АЦП.
• S9S08RN16/32/60 – Модели с повышенной помехозащищенностью и защитой от ESD.

3. Совместимость на уровне разработки:

• Программная: Все микроконтроллеры семейства HCS08 имеют совместимое ядро и систему команд. Код, написанный на C или ассемблере для S9S08SG32, с минимальными правками (объявления регистров периферии) можно перенести на другую модель HCS08.
• Аппаратная: Выводы (pinout) могут сильно отличаться даже в одном корпусе между разными семействами (SG, SH, DZ). Необходимо проверять datasheet и reference manual для каждой конкретной модели.
• Инструментальная: Полная совместимость со средствами разработки NXP/Freescale:
  • Среда разработки: CodeWarrior for MCU (HCS08), MCUXpresso IDE (с поддержкой старых МК).
  • Программаторы/отладчики: P&E Multilink/Cyclone, OSBDM, Тагент и другие, поддерживающие протокол BDM (Background Debug Mode).

Вывод

S9S08SG32E1MTJ — это мощный и универсальный 8-битный МК, главным преимуществом которого является встроенный контроллер USB. При выборе аналога или замены ключевым вопросом является необходимость именно этой функции. Для проектов без USB можно рассмотреть более доступные модели семейств SH или DZ.