Freescale MCF51AC128AVLKE

Отличный микроконтроллер для встраиваемых систем. Вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и совместимые модели Freescale (ныне NXP) MCF51AC128AVLKE.

Общее описание

MCF51AC128AVLKE — это 8-битный микроконтроллер из семейства ColdFire V1, построенный на архитектуре V1 (версия 1). Он сочетает в себе высокую производительность (до 50.33 МГц) с низким энергопотреблением, что делает его идеальным решением для широкого спектра встраиваемых приложений, таких как промышленная автоматизация, системы управления двигателями, медицинские приборы, потребительская электроника и человеко-машинные интерфейсы (HMI).

Ключевая особенность — совместимость с программным обеспечением и инструментами для более мощных 32-битных микроконтроллеров ColdFire, что упрощает миграцию проектов.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8/16/32-битное ядро ColdFire V1.
• Тактовая частота: До 50.33 МГц.
• Производительность: До ~50 MIPS (миллионов инструкций в секунду).
• Шина: 32-битная внутренняя шина.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 128 КБ с возможностью чтения/записи во время выполнения (RWW/EERP).
• ОЗУ (RAM): 8 КБ.
• EEPROM (эмулируемая): Часть Flash-памяти может быть выделена под эмуляцию EEPROM.

3. Периферия (одна из сильных сторон):

• Аналого-цифровые преобразователи (ADC):
  • 16-канальный 12-битный SAR ADC с высокой скоростью (до 2.5 млн. отсчетов в секунду).
• Таймеры:
  • 2 x 16-битных таймера с вводом/выводом (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • 8-битный модуль таймера (MTIM).
  • Модуль реального времени (RTC) с отдельным источником тактирования.
• Интерфейсы связи:
  • 2 x UART/SCI (асинхронный последовательный интерфейс).
  • I²C (Inter-Integrated Circuit).
  • SPI (Serial Peripheral Interface).
• Системные модули:
  • Контроллер прерываний (INTC).
  • Модуль циклического избыточного кода (CRC).
  • Генератор тактовых частот (CGM) с поддержкой PLL и FLL.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Модуль отладки (DBG).

4. Рабочие условия:

• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон, поддерживает как 3.3В, так и 5В логику).
• Температурный диапазон: Обычно -40°C до +85°C (промышленный) или до +105°C для расширенного диапазона (уточняется в даташите).
• Потребление: Режимы ожидания (Wait), остановки (Stop) с пробуждением от прерываний для энергосбережения.

5. Корпус и выводы:

• Корпус: LQFP-80 (Low-profile Quad Flat Package).
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 66 программируемых линий ввода/вывода.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MCF51AC128AVLKE является частью семейства MCF51AC128. Основные варианты в этом семействе отличаются типом корпуса, диапазоном температур и объемом памяти.

• MCF51AC128AVLKE – Базовая модель в корпусе LQFP-80.
• MCF51AC128ACLKE – Вариант в корпусе LQFP-48 (меньше выводов и GPIO).
• MCF51AC128AVFKE – Вариант в корпусе QFN-64 (компактный корпус без выводов).
• MCF51AC128ACFKE – Вариант в корпусе QFN-32 (самый компактный).
• MCF51AC256 – Модель с увеличенным объемом Flash-памяти (256 КБ).

Важно: Суффиксы VL, CL, VF, CF обозначают тип корпуса, а суффикс KE часто указывает на конкретную ревизию или вариант поставки (например, с промышленным температурным диапазоном).

Совместимые и аналогичные модели

1. Внутри семейства ColdFire V1 (прямые аналоги и миграционные пути):

• MCF51AC256 – Прямой аналог с удвоенной Flash-памятью (256 КБ). Идеален для апгрейда, если не хватает памяти.
• MCF51JM128 – Модель из серии JM, оптимизированная для управления ЖК-дисплеями (имеет встроенный LCD-контроллер).
• MCF51QE128 – Модель из серии QE, также популярная, с похожей периферией. Часто рассматривается как альтернатива.
• MCF51EM256 – Модель для smart-счетчиков (энергии), имеет усиленные модули ADC и таймеров.

2. От других производителей (функциональные аналоги по производительности и периферии):

• Microchip (Atmel) ATmega2560/ATmega1280 – 8-битные AVR-микроконтроллеры с большим количеством периферии и памятью. Работают на 5В, очень популярны.
• Microchip (Atmel) SAM D21 – 32-битные ARM Cortex-M0+ микроконтроллеры. Более современные, с лучшим соотношением производительности и энергопотребления. (Например, ATSAMD21G18).
• STMicroelectronics STM32F0xx – 32-битные ARM Cortex-M0 микроконтроллеры. Очень широкий выбор, конкурентоспособная цена, богатая периферия. (Например, STM32F051).
• Texas Instruments MSP430F5xx – 16-битные микроконтроллеры с ультранизким энергопотреблением. Сильны в батарейных приложениях.
• NXP (быв. Freescale) Kinetis L/E系列 – Прямые преемники от NXP на ядре ARM Cortex-M. Рекомендуются NXP для новых разработок вместо ColdFire.
  • Kinetis L series (Cortex-M0+) – Аналог по производительности и энергопотреблению (например, KL25Z).
  • Kinetis E series (Cortex-M0+) – Защищенные MCU для промышленности, работают от 5В (например, KE06Z).

Важное примечание:

Семейство ColdFire V1 в настоящее время считается устаревающим (mature или legacy). Компания NXP активно продвигает архитектуру ARM Cortex-M (серии Kinetis, LPC, i.MX RT) в качестве основной платформы для новых разработок. При запуске нового проекта рекомендуется рассмотреть эти современные аналоги, так как они предлагают лучшее соотношение производительности, энергопотребления, стоимости и имеют более активную поддержку инструментария и сообщества.