Freescale MC9S08RG32CFJE

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale (ныне NXP) MC9S08RG32CFJE — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений с балансом производительности, энергоэффективности и периферии.

Краткое описание

MC9S08RG32 — это высокопроизводительный 8-битный МК с ядром HCS08, работающим на частоте до 20 МГц (при 2.7-5.5В). Он сочетает в себе достаточную вычислительную мощность, богатый набор периферии и низкое энергопотребление, что делает его идеальным для:

• Промышленного управления (датчики, маломощные приводы)
• Потребительской электроники
• Автомобильных вспомогательных систем (кузовная электроника, освещение)
• Медицинских приборов
• Устройств с батарейным питанием

Ключевая особенность — встроенный контроллер ЖК-дисплея (LCD) с поддержкой до 4x40 сегментов (в конфигурации 1/4 duty, 1/3 bias), что позволяет создавать устройства с индикацией без внешних драйверов.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale HCS08 (полностью совместимо с HC08)
• Тактовая частота: до 20 МГц (шина 10 МГц) при 2.7–5.5 В.
• Производительность: ~ 2.5 MIPS на частоте 10 МГц шины.
• Флеш-память программы: 32 КБ с возможностью EEPROM-эмуляции.
• ОЗУ (RAM): 2 КБ.
• EEPROM/Data Flash: Отдельный блок 1 КБ истинной EEPROM (100k циклов записи).

2. Периферия и интерфейсы:

• Контроллер ЖК-дисплея (LCD): Поддержка до 40 сегментов x 4 общие линии или других конфигураций (до 160 сегментов). Встроенные резисторы для смещения (bias).
• Таймеры:
  • Два 16-битных таймера (TPM1, TPM2): Каждый с 2 каналами (всего 4 канала). Поддержка ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • Модуль реального времени (RTC): Может работать в режимах ожидания (Wait, Stop3).
• Аналоговые интерфейсы:
  • АЦП (ADC): 10-битный, 24 канала, время преобразования ~7 мкс.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • SCI (UART): 1 модуль (асинхронный последовательный порт).
  • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
  • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
• Системные функции:
  • Встроенный тактовый генератор (ICS): Позволяет работать без внешнего кварца (от внутреннего генератора 31.25 кГц до 20 МГц).
  • Сторожевой таймер (COP): Защита от сбоев программы.
  • Монитор тактирования (SCM).
  • Детектор понижения напряжения (LVD).
• Ввод/Вывод:
  • До 54 портов ввода/вывода общего назначения (GPIO) с программируемым подтягивающим резистором и возможностью пробуждения от прерывания.

3. Электропитание и энергопотребление:

• Напряжение питания: 2.7 В – 5.5 В (широкий диапазон).
• Режимы пониженного энергопотребления:
  • Wait (Ожидание): ~500 мкА.
  • Stop3 (Останов 3): ~1.5 мкА (с сохранением RAM и RTC).
  • Stop2 (Останов 2): < 1 мкА.

4. Корпус и температура:

• Корпус (для CFJE): LQFP-64 (корпус с квадратным расположением выводов, 10x10 мм).
• Рабочая температура: Обычно -40°C до +85°C (промышленный диапазон). Существуют версии до +125°C (автомобильные).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Полный парт-номер данного чипа:

• MC9S08RG32CFJE – это полная спецификация, где:
  • MC9S08 – семейство.
  • RG – подсемейство с ЖК-контроллером и 32 КБ флеш-памяти.
  • 32 – объем флеш-памяти (32 КБ).
  • C – температурный диапазон (-40°C до +85°C). V – для расширенного диапазона (-40°C до +105/125°C).
  • F – корпус LQFP.
  • JE – вариант вывода/опции (например, версия с 64 пинами и определенным набором периферии).

Другие парт-номера в этом же семействе (варианты):

• MC9S08RG32CFDE – LQFP-48 корпус (меньше выводов, меньше периферии).
• MC9S08RG32CVJE / MC9S08RG32CVDE – версии с расширенным температурным диапазоном.
• MC9S08RG16 – версия с 16 КБ флеш-памяти (в остальном аналогична).
• MC9S08RG60 – версия с 60 КБ флеш-памяти и 4 КБ ОЗУ.
• MC9S08RG128 – версия с 128 КБ флеш-памяти и 8 КБ ОЗУ (максимальная в серии RG).

Совместимые и аналогичные модели (от NXP/Freescale):

1. Внутри семейства HCS08 с LCD:

   • MC9S08LG32/ LG60/ LG128 – очень близкие аналоги, часто с полностью идентичной периферией и распиновкой. Являются прямыми заменами в большинстве случаев (необходимо проверять даташиты на совпадение функций конкретных выводов).
   • MC9S08LL16/ LL24/ LL36 – более новые МК с улучшенным энергопотреблением (до 1.8 В), ядром S08, также с LCD-контроллером. Требуют пересмотра кода из-за различий в периферии.

2. Без LCD, но с аналогичной архитектурой и периферией (для замены, если не нужен дисплей):

   • MC9S08PA32 – популярное семейство Value Line, похожая периферия (ADC, таймеры, SCI, SPI, I2C), но без LCD.
   • MC9S08QE32/ QE128 – семейство с USB-контроллером.

3. Современные 32-битные аналоги (от NXP, требуют перехода на ядро ARM Cortex-M0+):

   • KE04/ KE06 (серия Kinetis E) – 32-битные, более высокая производительность, богатая периферия, часто включают LCD-контроллер. Прямой заменой не являются, но это логичное направление для модернизации.
   • LPC800 (серия от NXP) – другие МК ARM Cortex-M0+, некоторые с LCD.

Важно: При замене на другую модель обязательно необходимо:

1. Сравнить датчики (Data Sheet) и списки распиновки (Pinout).
2. Проверить совместимость регистров периферии.
3. Убедиться в совместимости инструментария (программаторов, отладчиков, компиляторов). Для HCS08 использовались Codewarrior, а теперь рекомендуется S32 Design Studio for ARM (но для S08 есть специальный пакет "S32 Design Studio for Power Architecture and MCUs", включающий поддержку HCS08).

Данный микроконтроллер остается надежным и востребованным решением для проектов, где важны надежность, простота разработки и наличие встроенного драйвера ЖК-дисплея.