Freescale MC9S12HZ128CAL

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S12HZ128CAL, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S12HZ128CAL — это 16-битный микроконтроллер семейства S12HZ, построенный на проверенной архитектуре S12 CPU с тактовой частотой до 25 МГц. Он позиционируется как решение для требовательных приложений с акцентом на высокую надежность, расширенные коммуникационные возможности и развитые функции управления питанием. Ключевой особенностью является наличие Controller Area Network (CAN) модуля, что делает его популярным выбором в автомобильной и промышленной автоматике (управление кузовной электроникой, панелями приборов, малогабаритными промышленными контроллерами).

Этот МК выполнен в корпусе LQFP-48 и относится к серии с широким температурным диапазоном (Grade 3: -40°C до +125°C), что подчеркивает его ориентацию на жесткие условия эксплуатации.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Ядро | 16-битное S12 CPU (версия V1) с тактовой частотой до 25 МГц. | | Флэш-память | 128 КБ с возможностью EEPROM-эмуляции (ECC). | | ОЗУ (RAM) | 8 КБ. | | EEPROM | 4 КБ (отдельная, истинная EEPROM). | | Коммуникационные интерфейсы | • 2 x SCI (UART)
• 1 x SPI
• 1 x I²C (IIC)
• 1 x CAN 2.0 A/B (модуль MSCAN) — ключевая особенность. | | Таймеры | • 8-канальный 16-битный таймер (TIM)
• Модуль периодического прерывания (PIT)
• Сторожевой таймер (COP). | | Аналоговые интерфейсы | • 8-канальный 10-битный АЦП с временем преобразования ~7 мкс.
• Модуль генерации опорного напряжения (VREG) для АЦП. | | Система управления питанием | Режимы пониженного энергопотребления: STOP, WAIT, PSEUDO STOP. | | Количество линий ввода-вывода | До 38 линий GPIO (зависит от конфигурации альтернативных функций). | | Корпус | LQFP-48 (типоразмер 7x7 мм). | | Напряжение питания | 2.35В — 5.5В (однонаправленное питание). | | Температурный диапазон | -40°C до +125°C (Automotive Grade 3). | | Ключевые особенности | • Защита от сбоев: Детектор сбоя тактирования, сброс по низкому напряжению.
• Внутренний тактовый генератор (ICG).
• Поддержка BDM (Background Debug Mode) для отладки. |

Парт-номера и варианты поставки

Парт-номер MC9S12HZ128CAL раскрывает его специфику:

• MC — Freescale Microcontroller.
• 9S12 — Семейство.
• HZ — Подсемейство (S12HZ).
• 128 — Объем флэш-памяти в КБ.
• C — Версия ядра/семейства.
• A — Температурный диапазон и класс качества (Automotive, -40°C...+125°C).
• L — Тип корпуса (LQFP-48).

Основные парт-номера для заказа:

• MC9S12HZ128CAL – Основной парт-номер для корпуса LQFP-48.
• MC9S12HZ128CALR – То же самое, но в формате на бобине (Tape & Reel) для автоматизированного монтажа.

Важно: Буква "V" в конце номера (например, MC9S12HZ128CALV) может указывать на более новую маску/ревизию кристалла с исправлениями errata. При переходе на производство рекомендуется уточнять у дистрибьютора или NXP актуальные ревизии.

Совместимые и альтернативные модели

Семейство S12HZ построено по принципу масштабируемости (pin-to-pin и software compatible). Совместимость определяется по следующим осям:

1. Прямые аналоги по выводам (Pin-to-Pin Compatible) в том же корпусе LQFP-48:

• MC9S12HZ64CAL – Полный аналог, но с 64 КБ флэш-памяти и 4 КБ ОЗУ. Идеальная замена, если не хватает 128КБ/8КБ.
• MC9S12HZ32CAL – Аналог с 32 КБ флэш-памяти и 2 КБ ОЗУ.

2. Модели с расширенной периферией или памятью (в других корпусах):

• MC9S12HZ256 – Флагман линейки с 256 КБ флэш и 12 КБ ОЗУ. Доступен в корпусах LQFP-80 и LQFP-64. Имеет больше линий I/O, больше каналов АЦП (16) и дополнительные таймеры.
• MC9S12HZ128 – Тот же объем памяти, что и у CAL, но в корпусах LQFP-80/64, предлагающий больше линий ввода-вывода и периферии.

3. Совместимые модели из других подсемейств S12 (требуют проверки даташитов):

• MC9S12G серия (например, MC9S12G128) – Более простая и экономичная серия, часто не имеет модуля CAN. Совместимость по коду высокая, но проверка распиновки и наличия периферии обязательна.
• MC9S12XE серия – Более производительные модели с ядром XGATE (сопроцессор). Обладают обратной совместимостью по коду для ядра S12, но имеют расширенную периферию и память.

4. Современные альтернативы от NXP (Архитектурно разные, но для новых разработок):

Для новых проектов NXP рекомендует переходить на более современные семейства:

• S12 MagniV (например, S12ZVC) – Гибридные микроконтроллеры со встроенными драйверами для двигателей и CAN.
• ARM Cortex-M based:
  • KEA серия – Прямая замена S12 по производительности и стоимости, с ядром Cortex-M0+.
  • S32K1xx серия – Автомобильные МК на Cortex-M4F/M0+ с продвинутыми CAN (FD) и большей производительностью. Является стратегическим преемником 16-битных S12 в автомобильных приложениях.

Вывод

MC9S12HZ128CAL — это надежный, проверенный временем 16-битный микроконтроллер для приложений, требующих интерфейса CAN и работы в широком температурном диапазоне. Его основными преимуществами являются простота разработки (благодаря обширной legacy-базе кода S12), устойчивость к помехам и масштабируемость в рамках семейства. Для новых разработок стоит рассмотреть более современные 32-битные аналоги от NXP, такие как S32K1xx.