Freescale MC9S08PA16VTG

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale (ныне NXP) MC9S08PA16VTG — это 8-битный микроконтроллер семейства HCS08, ориентированный на широкий спектр встраиваемых приложений с повышенными требованиями к надежности и низкому энергопотреблению.

Общее описание

MC9S08PA16VTG является частью линейки 9S08P, которая позиционируется как "расширенный" (Enhanced) 8-битный MCU. Он построен на высокопроизводительном ядре HCS08 с тактовой частотой до 20 МГц. Ключевые акценты семейства:

• Высокая надежность и помехоустойчивость: Имеет встроенные схемы защиты от сбоев (watchdog, монитор напряжения, тактовый монитор).
• Низкое энергопотребление: Поддерживает несколько режимов пониженного энергопотребления (Wait, Stop3, Stop2).
• Расширенный температурный диапазон: Версия "V" (как в VTG) обычно указывает на расширенный диапазон, часто от -40°C до +105°C или +125°C, что делает его пригодным для автомобильных и промышленных применений.
• Интеграция: Содержит множество периферийных модулей, что позволяет минимизировать внешние компоненты.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08.
• Макс. тактовая частота: 20 МГц (внутренняя шина 10 МГц).
• Производительность: До 10 MIPS (миллионов инструкций в секунду).
• Флэш-память программы: 16 КБ с возможностью чтения/записи во время выполнения (EEPROM-эмулируемая).
• ОЗУ (RAM): 1 КБ.
• EEPROM: 512 байт (или эмуляция во Flash).

2. Периферийные модули:

• Таймеры:
  • 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
  • 8-битный модуль таймера/счетчика (MTIM).
  • Сторожевой таймер (COP) с независимым тактовым источником.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 12-битный АЦП с временем преобразования ~3 мкс, до 16 каналов.
  • Аналоговый компаратор (ACMP).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • Модуль последовательной периферии (SPI).
  • Модуль последовательной связи (SCI) — асинхронный UART.
  • Модуль меж-интегрированной схемы (I²C).
• Системные модули:
  • Монитор тактовой частоты (SCM).
  • Монитор напряжения (LVD/LVW).
  • Генератор сброса (RST).
  • Внутренний тактовый генератор (ICS) с точностью ±1% (подстройка от внутреннего RC-генератора).
  • Встроенный тактовый генератор 32 кГц (LPO) для режимов с низким энергопотреблением.

3. Особенности энергопотребления:

• Напряжение питания: 1.8 В — 3.6 В (работа от одной литиевой батареи).
• Режимы пониженного энергопотребления: Wait, Stop3 (сохранение RAM, быстрый выход), Stop2 (минимальное потребление).
• Ток потребления в активном режиме: ~4 мА при 20 МГц.
• Ток в режиме Stop3: ~1.5 мкA (типовое значение).

4. Корпус и выводы:

• Корпус: TSSOP-16 (VTG указывает на этот корпус).
• Количество линий ввода/вывода (GPIO): 14 (с возможностью настройки на внутренние подтяжки).

Расшифровка парт-номера MC9S08PA16VTG

• MC: MicroController.
• 9S08: Семейство на ядре HCS08.
• P: Семейство "Enhanced" (9S08P).
• A: Вариант с аналоговым компаратором и расширенным набором периферии (отличие от базовой серии "P").
• 16: Объем Flash-памяти в КБ (16 КБ).
• V: Расширенный температурный диапазон (обычно -40°C до +105°C или +125°C). Ключевой символ!
• TG: Тип корпуса — TSSOP-16.

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги в том же семействе (максимальная совместимость, отличаются объемом памяти/корпусом):

• MC9S08PA8VTG — 8 КБ Flash, 512 Б RAM, корпус TSSOP-16.
• MC9S08PA4VTG — 4 КБ Flash, 256 Б RAM, корпус TSSOP-16.
• MC9S08PA32VTG — 32 КБ Flash, 2 КБ RAM, корпус TSSOP-16.
• MC9S08PA16VLC — 16 КБ Flash, корпус LQFP-32 (больше выводов и периферии).
• MC9S08PA16VFT — 16 КБ Flash, корпус QFN-16 (3x3 мм).
• MC9S08PA16VMT — 16 КБ Flash, корпус SOIC-16.

2. Совместимые модели из других семейств Freescale/NXP (требуется проверка datasheet и возможная адаптация кода/выводов):

• Серия 9S08PA (без "A"): Более простая версия (например, MC9S08P8VTG). Может не иметь аналогового компаратора или иметь меньше каналов АЦП.
• Серия 9S08QA/QA4: Близкое по характеристикам семейство, оптимизированное для сверхнизкого напряжения (до 1.8В). Имеет схожую периферию и является хорошей альтернативой.
• Серия 9S08QE/QL: Более ранние популярные семейства с ядром HCS08. Совместимость на уровне ядра, но распиновка и набор периферии отличаются.
• Серия S08PT: Имеет встроенный драйвер для ЖК-дисплея, в остальном схожа по архитектуре.

3. Современные аналоги от NXP (рекомендуется для новых разработок): Для новых проектов NXP активно предлагает переходить на более современные и эффективные архитектуры:

• S08P Family (прямой наследник): Все еще в производстве, документация актуальна.
• Архитектура Arm® Cortex®-M0+: Гораздо более высокая производительность на МГц, лучшая энергоэффективность и современная экосистема.
  • Серия KE0x (Kinetics E): Прямая замена 8-битных MCU, низкая стоимость, низкое потребление.
  • Серия LPC800 (Cortex-M0+): Очень популярная серия для общих применений.
  • Серия Kinetis KLxx (Cortex-M0+): Широкий выбор по памяти и периферии.

Важное примечание: При замене на модель из другого семейства необходимо тщательно проверять:

• Распиновку (pinout).
• Напряжение питания и уровни логики.
• Регистры управления периферией (хотя ядро одно, периферия может программироваться по-разному).
• Наличие конкретных модулей (например, того же аналогового компаратора).

Для поиска точных аналогов и актуальной информации о состоянии производства (Active, Not Recommended for New Design (NRND), Obsolete) рекомендуется использовать официальные инструменты на сайте NXP Semiconductors.