Freescale MC9S08FL8CBM

Отличный выбор! MC9S08FL8CBM — это очень популярный и надежный 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC9S08FL8CBM — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08, построенный на высокопроизводительном ядре S08. Он оптимизирован для применения в бюджетных, но требовательных к надежности и энергоэффективности устройствах. Ключевые особенности — низкое энергопотребление, встроенный цикл-аккумулятор (Cycle-Accurate BDM-отладчик), богатая периферия и высокая устойчивость к электромагнитным помехам (EMC).

Основная сфера применения: Промышленная автоматика, бытовая электроника, системы управления двигателями, источники бесперебойного питания (ИБП), клавиатуры, игрушки, различные контроллеры в автомобильной электронике (не критичные к безопасности).

Технические характеристики (Technical Specifications)

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битная, ядро Freescale HCS08 (S08)
• Тактовая частота: До 20 МГц на внутренней шине (с внутренним генератором или от внешнего источника).
• Производительность: До 10 MIPS на частоте 20 МГц.
• Системная шина: 20 МГц.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 8 КБ с возможностью записи/стирания на лету (EEPROM-эмуляция).
• ОЗУ (RAM): 512 байт.
• Память данных (EEPROM): Отсутствует как отдельный модуль, но эмулируется во Flash.

3. Периферия и интерфейсы:

• Таймеры:
  • 2-канальный 16-битный таймер/счетчик (Timer/PWM Module - TPM1) с поддержкой ШИМ (PWM) и захватом/сравнением.
  • 6-канальный 16-битный таймер (Timer/PWM Module - TPM2) с поддержкой ШИМ (PWM). Внимание: В этой модели 6 каналов TPM2 имеют ограниченную функциональность (в основном вывод ШИМ) по сравнению с полным TPM.
• Аналоговый компаратор (Analog Comparator - ACMP): 1 компаратор.
• Аналого-цифровой преобразователь (ADC): 10-битный АЦП с 8 каналами.
• Последовательные интерфейсы:
  • Serial Peripheral Interface (SPI): 1 модуль.
  • Inter-Integrated Circuit (I²C): 1 модуль с поддержкой адресации 7/10 бит.
• Коммуникационный интерфейс (SCI/UART): 1 модуль (асинхронный serial).
• Контроллер клавиатуры (KBI): 8-канальный модуль для сканирования матричной клавиатуры или обработки прерываний по внешним кнопкам.

4. Системные особенности:

• Внутренние генераторы: Встроенный тактовый генератор (ICS) с точным внутренним RC-генератором 20 МГц (требует калибровки) и генератором 32 кГц для работы в режимах пониженного энергопотребления.
• Сторожевой таймер (COP Watchdog): Аппаратный.
• Монитор питания (LVD): Контроль напряжения питания с возможностью генерации сброса или прерывания.
• Отладка: Встроенный модуль отладки Background Debug Module (BDM) с поддержкой цикл-точного профилирования (Cycle-Accurate). Для программирования и отладки требуется простой и дешевый адаптер (например, USB-Multilink).
• Рабочее напряжение: 1.8В - 3.6В (широкий диапазон, позволяет работать от двух батареек типа АА или литиевой "таблетки").
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C).
• Энергопотребление: Очень низкое, с несколькими режимами ожидания (Wait, Stop3, Stop2).

5. Корпус и выводы:

• Корпус: CBM — это 48-выводной LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 44 программируемых линий (в зависимости от используемой периферии).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель указывает на ключевые параметры: MC9S08 (семейство) FL (линейка) 8 (8КБ Flash) C (версия ядра/маски) B (диапазон напряжения 1.8-3.6В) M (корпус LQFP).

• Полное имя: MC9S08FL8CBM
• Альтернативные парт-номера в зависимости от корпуса:
  • MC9S08FL8CBM – 48-pin LQFP (основной).
  • MC9S08FL8CSC – 32-pin LQFP.
  • MC9S08FL8CPC – 28-pin DIP (редкий, для макетных плат).
  • MC9S08FL8CTD – 16-pin TSSOP.
• Кодовое имя (Code Name): Часто обозначается как "GZ8" в документации и средствах разработки.

Совместимые и аналогичные модели (Drop-in & Functional Replacements)

При выборе аналога важно смотреть на совместимость выводов (pin-to-pin), объем памяти и набор периферии.

1. Прямая совместимость (внутри семейства FL):

Эти модели имеют идентичное расположение выводов (pin-to-pin) и схожую периферию, отличаются в основном объемом памяти. Часто можно перепрошить код с минимальными правками.

• MC9S08FL16CBM – 16 КБ Flash, 1 КБ RAM. Прямой апгрейд.
• MC9S08FL32CBM – 32 КБ Flash, 2 КБ RAM. Прямой апгрейд.
• MC9S08FL4CBM – 4 КБ Flash, 256 байт RAM. Прямой даунгрейд.

2. Функциональные аналоги и похожие модели от Freescale/NXP (требуют проверки распиновки и периферии):

• Семейство MC9S08QG8/4 – Более простая и дешевая линейка (меньше выводов, нет TPM2, но есть базовый TPM). Подходит для менее сложных задач.
• Семейство MC9S08PA4/PA8 – Более новая и продвинутая линейка с улучшенной периферией (например, 16-битный АЦП), повышенной ESD-защитой. Требует адаптации проекта.
• Семейство MC9S08AC/ACL – Имеет схожую периферию, включая контроллер ЖК-дисплея (LCD). Другой корпус.

3. Аналоги от других производителей (требуют полного пересмотра проекта):

• Microchip (Atmel): ATmega48/88/168 (серия AVR) – похожи по производительности и периферии (PWM, ADC, UART, SPI, I2C). Архитектура и инструменты完全不同.
• STMicroelectronics: STM8S003F3 – популярный 8-битный конкурент, часто используется как замена. Имеет схожие характеристики (Flash, RAM, ADC, таймеры, UART, SPI, I2C), но другую архитектуру и экосистему.
• Texas Instruments: MSP430G2553 – 16-битный микроконтроллер с феноменально низким энергопотреблением. Другая архитектура и периферия.

Важное примечание:

Микроконтроллер MC9S08FL8 является устаревшим (Not Recommended for New Designs - NRND) согласно официальному сайту NXP. Для новых проектов компания NXP рекомендует переходить на более современные и энергоэффективные архитектуры, такие как:

• ARM Cortex-M0+ (серия Kinetis L, например KLxx)
• Собственные 32-битные ядра (серия S32K для авто)
• В 8-битном сегменте — на семейства S08P или RS08.

Однако, благодаря своей надежности и огромной инсталляционной базе, MC9S08FL8 по-прежнему широко используется в поддерживаемых продуктах и доступен для покупки.

Для разработки под этот микроконтроллер используются среды CodeWarrior for MCUs (специальная версия для HCS08) или бесплатный инструмент NXP Processor Expert с поддержкой Eclipse.