Freescale 9S08JM3

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем. Вот подробное описание Freescale (ныне NXP) 9S08JM3.

Общее описание

Freescale 9S08JM3 — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, относящийся к линейке 9S08JM. Он разработан для приложений, где критически важны низкая стоимость, низкое энергопотребление и простота использования. Это отличный выбор для бытовой электроники, простых промышленных контроллеров, игрушек, датчиков и устройств с батарейным питанием.

Ключевая особенность серии JM — встроенный USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) контроллер с чистой физикой (PHY), что позволяет создавать устройства USB без необходимости во внешних компонентах. JM3 является базовой моделью в этом семействе.

Ключевые технические характеристики

• Ядро: Freescale HCS08 (высокопроизводительное 8-битное ядро, совместимое с M68HC08).
• Тактовая частота: До 20 МГц на шине (возможна работа от внутреннего или внешнего тактового генератора).
• Флеш-память (EEPROM): 8 КБ — с возможностью блочного стирания и записи (реальное EEPROM эмулируется во флеш).
• ОЗУ (RAM): 512 байт.
• Периферия:
  • USB 2.0 Full-Speed контроллер со встроенным PHY и 512-байтной буферной памятью. Поддерживает контрольные, прерывающие и изохронные точки входа.
  • АЦП (Аналого-цифровой преобразователь): 10-разрядный, 16 каналов.
  • Таймеры:
    • 2-канальный 16-битный таймер/счетчик (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM) и захвата/сравнения.
    • Базовый таймер для сторожевого таймера (COP) и реального времени.
  • Последовательные интерфейсы:
    • SCI (UART): 1 модуль (асинхронный последовательный порт).
    • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
    • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
  • Клавиатура (KBI): 4 вывода с поддержкой прерываний от клавиатуры.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Внутренний тактовый генератор (ICS): Позволяет работать без внешнего кварца. Включает генератор с подстройкой частоты (FLL).
• Количество линий ввода/вывода (GPIO): До 27 (зависит от корпуса).
• Напряжение питания: 3.0В — 3.6В (для USB-операций требуется стабильное 3.3В).
• Температурный диапазон: От -40°C до +85°C (промышленный).
• Корпуса: Наиболее распространенный — SDIP-32 (широкий DIP), также был доступен в QFN-32.

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

Парт-номера формируются по шаблону: MC9S08JM3[x][y][z]

• MC9S08JM3 — основа номера.
• [x] — Объем памяти:
  • 8 = 8 КБ флеш-памяти, 512 Б ОЗУ.
• [y] — Температурный диапазон:
  • C = Промышленный (-40°C до +85°C).
• [z] — Тип корпуса:
  • MP = QFN-32 (безвыводной корпус).
  • CP = SDIP-32 (широкий пластиковый DIP, удобен для прототипирования).

Основные коммерческие парт-номера:

• MC9S08JM3CMP — QFN-32 корпус, промышленный температурный диапазон.
• MC9S08JM3CCP — SDIP-32 корпус, промышленный температурный диапазон.

Для заказа образцов/прототипов часто используется полный код, включающий маску ROM (маска для загрузчика USB):

• MC9S08JM3CLD (для SDIP-32) — "D" указывает на определенную маску ROM.

Совместимые и аналогичные модели (NXP/Freescale)

Семейство 9S08JM построено по принципу масштабируемости. Модели совместимы по выводам и периферии, но отличаются объемом памяти.

Совместимые модели в том же семействе (Pin-to-Pin & Software Compatible):

• MC9S08JM8 — Аппаратно и программно совместим. Отличается большим объемом памяти: 8 КБ ОЗУ и 64 КБ флеш-памяти. Прямая замена для более сложных проектов.
• MC9S08JM16 — Аппаратно и программно совместим. 8 КБ ОЗУ и 16 КБ флеш-памяти. Промежуточный вариант.
• MC9S08JM32 — Аппаратно и программно совместим. 2 КБ ОЗУ и 32 КБ флеш-памяти. Промежуточный вариант.
• MC9S08JM60 — Флагман линейки. 4 КБ ОЗУ и 60 КБ флеш-памяти. Идеален для сложных USB-устройств.

Важно: Переход с JM3 на JM8/JM16/JM32/JM60 не требует изменений в схеме или перекомпоновки печатной платы (при условии одинакового корпуса). Код переносится легко, так как отличается только объем доступной памяти.

Аналогичные семейства (по архитектуре, но не всегда по выводам):

• 9S08PA — Более новая линейка с улучшенным энергопотреблением (до 1.8В), похожей периферией, но без USB. Хорошая альтернатива для не-USB проектов.
• 9S08QE/QG — Популярные универсальные семейства HCS08 с различными комбинациями периферии (USB есть не во всех моделях).
• Современные аналоги от NXP (ARM-ядро):
  • KE1xZ (ARM Cortex-M0+) — Прямые 32-битные наследники 8-битных JM/QA. Имеют встроенный USB, больше памяти, производительность и эффективность. Например, MKE1xZ64VLD4. Рекомендуется для новых разработок.
  • LPC11Uxx / LPC12xx (ARM Cortex-M0/M0+) — Другие 32-битные микроконтроллеры NXP со встроенным USB, часто используются как более мощная замена 8-битным решениям.

Вывод

MC9S08JM3 — это проверенный временем, надежный и очень экономичный 8-битный микроконтроллер с ключевой особенностью — полноценным USB-хостом. Он идеален для простых USB-устройств (например, USB-программаторов, простых HID-клавиатур/мышей, датчиков с USB-интерфейсом).

Для новых проектов стоит рассмотреть более современные 32-битные аналоги на ядре ARM Cortex-M от NXP (например, серии KE1xZ), которые предлагают лучшее соотношение цена/производительность/энергопотребление. Однако для поддержки, модернизации или ремонта существующей продукции, а также для учебных целей, JM3 остается актуальным решением.