Freescale MC9S08QD4CSC

Отличный выбор! MC9S08QD4 — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors), который широко использовался и до сих пор применяется в простых встраиваемых системах.

Общее описание MC9S08QD4CSC

MC9S08QD4 — это недорогой, малопотребляющий 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08. Его ключевые преимущества — простота, надежность и низкая стоимость. Он идеально подходит для замены простых логических схем, управления электродвигателями (например, в игрушках), бытовой электроникой, датчиками, блоками питания и другими приложениями, где не требуется высокая вычислительная мощность.

Суффикс "CSC" в парном номере MC9S08QD4CSC означает:

• C – Рабочий температурный диапазон: от -40°C до +85°C (промышленный).
• SC – Тип корпуса: SOIC-8 (8 выводов). Это самый популярный корпус для данной модели.

Технические характеристики MC9S08QD4

Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08 (совместимо с HC08).
• Тактовая частота: До 20 МГц при внутренней тактовой RC-генераторе (ICS — Internal Clock Source).
• Производительность: ~2 MIPS на частоте 20 МГц.

Память:

• Флэш-память (EEPROM): 4 КБ с возможностью записи/стирания на лету.
• ОЗУ (RAM): 256 байт.
• Память данных (EEPROM-подобная): 128 байт (истинная EEPROM, отдельная от флэш).

Периферия:

• Таймеры: Один 2-канальный 16-битный таймер/счетчик (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM) и захвата/сравнения.
• Аналоговый компаратор (ACMP): 1 компаратор с возможностью выбора внутреннего опорного напряжения (обычно 0.4V, 0.6V, 0.8V).
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI (UART): 1 модуль асинхронного последовательного интерфейса.
  • SPI: 1 модуль синхронного последовательного интерфейса.
  • I²C: 1 модуль (обозначается как IIC).
• Ввод/Вывод: До 6 линий GPIO (в корпусе SOIC-8), с программируемыми подтягивающими резисторами.
• Внутренние генераторы: Встроенный тактовый генератор (ICS), не требует внешних кварцевых резонаторов для базовой работы.

Системные характеристики:

• Напряжение питания: 2.7В – 3.6В (номинал 3.3В).
• Потребление: Очень низкое, с режимами ожидания (Wait) и остановки (Stop).
• Сброс и контроль: Встроенный модуль сброса (POR) и сторожевой таймер (COP).
• Внутренний источник опорного напряжения (Bandgap).

Упаковка (корпус):

• SOIC-8 (MC9S08QD4CSC) – наиболее распространенный.
• DIP-8 (например, MC9S08QD4CPC) – для макетирования.
• DFN-8 (2x2 мм) – для компактных устройств.

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

Основные варианты (наиболее популярные выделены):

1. MC9S08QD4CSC – SOIC-8, промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C). Самый ходовой вариант.
2. MC9S08QD4CPC – PDIP-8 (DIP-8), промышленный температурный диапазон. Для макетных плат.
3. MC9S08QD4MPC – PDIP-8, расширенный температурный диапазон (-40°C to +125°C).
4. MC9S08QD4MSC – SOIC-8, расширенный температурный диапазон.
5. MC9S08QD4VSC – SOIC-8, расширенный температурный диапазон (-40°C to +125°C), "автомобильный" квалификационный уровень.
6. MC9S08QD4VTJ – DFN-8 (2x2 мм), расширенный температурный диапазон.

Совместимые и аналогичные модели

При выборе аналога или замены важно смотреть на совместимость выводами (pin-to-pin) и периферией.

1. Прямые аналоги и замены (от NXP/Freescale):

• MC9S08QD2: Полностью совместим по выводам, но имеет 2 КБ флэш-памяти и 128 Б ОЗУ. Прямая "младшая" замена, если не хватает памяти у QD4.
• MC9S08QD1: Полностью совместим по выводам, но имеет 1 КБ флэш-памяти и 64 Б ОЗУ.
• MC9S08QE8 / MC9S08QE32: Более мощные модели из семейства QE (до 32 КБ флэш), но не совместимы по выводам (у них 16 и больше выводов). Это вариант для апгрейда, если нужно больше памяти и периферии, но с изменением платы.

2. Совместимые по выводам микроконтроллеры от других производителей (альтернативы):

Это микроконтроллеры в корпусе SOIC-8 или DIP-8 с похожей периферией. Внимание! Прошивку придется переписывать, так как ядра и периферия отличаются.

• Microchip (Atmel):
  • ATtiny85 (серия AVR) – Более современный, часто дешевле, 8 КБ флэш, широко распространен.
  • PIC12F683 / PIC12F1822 (серия PIC) – Классические 8-битные МК от Microchip.
• STMicroelectronics:
  • STM8S001J3 (STM8) – Современный 8-битный МК в корпусе SOIC-8.
• Silicon Labs:
  • EFM8BB10F8G (архитектура 8051) – Высокопроизводительный 8-битный МК в маленьком корпусе.

3. Современные аналоги от NXP (архитектура ARM Cortex):

Для новых разработок вместо 8-битных HCS08 рекомендуется рассматривать более производительные и энергоэффективные 32-битные Cortex-M0+.

• KE02Z (серия Kinetis E): Позиционируются как прямая замена 8-битных МК по цене, но с архитектурой ARM. Например, MKE02Z64VQH2 (LQFP-32) – требует изменения платы, но предлагает колоссально больше возможностей.
• LPC800 (серия Cortex-M0+): Например, LPC812M101JDH16 в корпусе TSSOP-16.

Важное замечание:

MC9S08QD4 является устаревшим (статус "Not Recommended for New Designs - NRND" или "Active" с ограничениями) по классификации NXP. Для новых проектов стоит выбирать более современные аналоги (например, из серий Kinetis KE или LPC800), которые будут доступнее, обладать лучшей производительностью, энергоэффективностью и иметь долгосрочную поддержку. MC9S08QD4 актуален для поддержки старых проектов или там, где критична точная замена "один в один".