Freescale MC68711E20CFNE4

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale MC68711E20CFNE4.

Общее описание

MC68711E20CFNE4 — это 8-разрядный микроконтроллер (МК) из знаменитого семейства M68HC11, первоначально разработанного компанией Motorola, а затем производившегося дочерней компанией Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors).

Это высокоинтегрированное устройство, сочетающее в себе мощный процессорное ядро, ОЗУ, ПЗУ/EPROM, EEPROM, таймеры и разнообразные периферийные интерфейсы на одном кристалле. Модель "E20" была одной из самых популярных благодаря удачному балансу объема памяти и периферии.

Микроконтроллер широко использовался в промышленной автоматике, автомобильной электронике (например, в блоках управления двигателем), системах управления, телекоммуникационном оборудовании и других встраиваемых системах в 1990-х и начале 2000-х годов.

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: 8-разрядная
• Ядро: M68HC11
• Тактовая частота: До 2 МГц (на кристалле) / 4 МГц внешняя кварцевая резонатор (системная частота). Эффективность повышена за счет конвейерной обработки команд.
• Рабочее напряжение: 5 В ±10%

Память:

• EEPROM: 512 байт
• ОЗУ (RAM): 512 байт
• ПЗУ (ROM): 20 Кбайт (в данной модификации с литерой "E" память является EPROM или OTP (One-Time Programmable), что видно по прозрачному окошку в керамическом корпусе для стирания ультрафиолетом).
• Дополнительно: Регистры конфигурации, защита памяти.

Периферийные устройства:

• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП): 8-канальный, 8-разрядный.
• Последовательные интерфейсы:
  • Асинхронный последовательный порт (SCI) — для связи типа UART.
  • Синхронный последовательный порт (SPI).
• Таймеры:
  • 16-разрядный основной таймер с системой захвата/сравнения (3 канала ввода/4 канала вывода).
  • Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Порты ввода/вывода: 38 линий ввода/вывода общего назначения (с возможностью альтернативных функций).
• Структура шин: Возможность работы как в одиночном микроконтроллерном режиме (Single-Chip), так и в многокристальном режиме (Expanded Multiplexed) с доступом к внешней памяти и периферии.

Корпус:

• Обозначение: CFNE4
• Тип: PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier)
• Количество выводов: 52

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Семейство M68HC11 имеет огромное количество модификаций. Номер MC68711E20CFNE4 следует определенной логике:

• MC68: Префикс Motorola/Freescale для микроконтроллеров.
• HC11: Обозначение семейства.
• E: Тип корпуса/памяти (в данном случае керамический корпус с окном для EPROM).
• 20: Объем ПЗУ/ЕРПЗУ (20 Кбайт).
• C: Температурный диапазон (коммерческий, 0°C до +70°C).
• FN: Тип корпуса (52-контактный PLCC).
• E4: Ревизия или специфические производственные данные.

Прямые аналоги и совместимые модели:

1. Прямые функциональные аналоги (с тем же объемом памяти и периферии):

• MC68HC711E20CFN / MC68HC711E20CFNE4 — Это OTP (однократно программируемая) версия в пластиковом корпусе (без окошка). Наиболее распространенная и прямая замена для серийного производства. Парт-номер "711" вместо "687" обычно указывает на OTP-версию.
• MC68HC711E20CVN / MC68HC711E20CVN4 — Та же OTP-версия, но в корпусе PQFP (Quad Flat Pack). Отличается только типом корпуса.

2. Модели с другим объемом ПЗУ (ROM):

• MC68711E9CFNE4 — 12 Кбайт EPROM, 512 байт EEPROM, 512 байт RAM.
• MC68HC711E9CFN — OTP-версия модели выше.
• MC68711E2CFNE4 — 2 Кбайт EPROM, 2 Кбайт EEPROM, 256 байт RAM.

3. Модели с другой памятью (масочное ПЗУ):

• MC68HC11E20CFN2 — Версия с масочным ПЗУ (ROM), предназначена для очень крупных тиражей. Программируется на заводе.

4. Модели из других подсемейств HC11 (имеют отличия в периферии):

• MC68HC11A8, MC68HC11A1 — Более ранние версии с другим набором периферии и объемом памяти.
• MC68HC11D3 — Младшая модель с меньшим количеством портов и памяти.
• MC68HC11F1 — Модель с полным набором портов (включая дополнительные линии ввода/вывода) и возможностью работы с внешней памятью.

Совместимость при замене:

• Прямая замена: MC68HC711E20CFN является прямой и наиболее вероятной заменой для серийного производства. Она функционально идентична, но не стирается УФ-светом.
• Программная совместимость: Все микроконтроллеры семейства M68HC11 имеют одинаковое ядро и систему команд. Поэтому код, написанный для MC68711E20, с большой вероятностью будет работать на любой другой модели HC11Exx при условии достаточного объема памяти и наличия необходимой периферии. Однако, из-за различий в адресах регистров периферии и векторов прерываний, может потребоваться корректировка линкерского скрипта и некоторых define'ов в коде.
• Аппаратная совместимость: При замене необходимо учитывать тип корпуса (PLCC, QFP), так как они имеют разные footprints на плате.

Важное примечание: Данное семейство является устаревшим (End-of-Life). Новые поставки маловероятны, и компоненты доступны в основном на вторичном рынке или с старых складов. Для новых разработок рекомендуется рассматривать современные микроконтроллеры, такие как NXP HC(S)08, ARM Cortex-M и другие.