Freescale MC9S08QE4CWL

Отличный выбор! MC9S08QE4CWL — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08 компании Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors). Он относится к серии QE, оптимизированной для экономичных, компактных и энергоэффективных приложений.

Общее описание

MC9S08QE4 — это недорогой, но производительный микроконтроллер с ядром HCS08, предлагающий хороший баланс между вычислительной мощностью, периферией и энергопотреблением. Он идеально подходит для широкого спектра приложений:

• Промышленная автоматика (датчики, простые контроллеры)
• Потребительская электроника (пульты ДУ, мелкая бытовая техника)
• Автомобильные системы (бортовые устройства, управление освещением)
• Устройства с батарейным питанием
• Замена устаревших 8-битных микроконтроллеров

Ключевые особенности: низкое энергопотребление в режимах ожидания, встроенный тактовый генератор (ICS), защита от сбоев (watchdog, сброс по питанию) и компактные корпуса.

Технические характеристики MC9S08QE4CWL

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08
• Тактовая частота: до 20 МГц на шине (максимальная)
• Производительность: ~2 MIPS при 20 МГц
• Напряжение питания: 2.7В — 5.5В (широкий диапазон)

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 4 КБ с возможностью EEPROM-эмуляции
• ОЗУ (RAM): 256 байт
• Загрузчик (HCS08 SM): Встроенный, для программирования по последовательному интерфейсу.

3. Периферия:

• Таймеры:
  • 1x 16-битный таймер (TPM) с 2 каналами (ввод/вывод, ШИМ)
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 1x SCI (UART) — асинхронный последовательный порт.
  • 1x SPI — синхронный последовательный периферийный интерфейс.
  • 1x I²C (IIC) — интерфейс для связи с датчиками и памятью.
• Аналоговая периферия:
  • 8-канальный 10-битный АЦП (Analog-to-Digital Converter).
• Системные модули:
  • ICS (Internal Clock Source): Встроенный тактовый генератор, не требует внешнего кварца для базовой работы (до 20 МГц).
  • KBI (Keyboard Interrupt): 4 вывода для прерываний от клавиатуры.
  • Встроенный сброс по питанию (POR) и детектор пониженного напряжения (LVD).
  • Watchdog таймер (COP) с отдельным генератором.
  • Режимы пониженного энергопотребления (Wait, Stop3, Stop2).

4. Корпус и выводы:

• Корпус: CWL — это SOIC-16 (широкий корпус).
• Количество выводов (I/O): 13 программируемых линий ввода/вывода (из 16 возможных в корпусе).

Парт-номер (Part Number) и варианты

Парт-номер имеет четкую структуру: MC9S08QE4 C W L

• MC9S08QE4 — серия и объем Flash (4 КБ).
• C — диапазон температуры: C = Commercial (0°C to +70°C). Также бывает V = Extended (-40°C to +105°C).
• W — вариант корпуса: W = SOIC-16.
• L — вариант упаковки: L = Tape and Reel (на катушке). Без "L" — обычно лоток/тюбик.

Основные парт-номера в семействе QE4:

• MC9S08QE4CWJ — корпус DIP-16 (более старый, для макетирования).
• MC9S08QE4CWL — корпус SOIC-16 (самый популярный для производства).
• MC9S08QE4CPJ — корпус PDIP-16 (пластиковый DIP).
• MC9S08QE4CTG — корпус TSSOP-16 (более компактный, чем SOIC).
• Для расширенного температурного диапазона: MC9S08QE4VTG, MC9S08QE4VWL и т.д.

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства HCS08)

1. Прямые аналоги с разным объемом памяти (пин-в-пин совместимость в том же корпусе):

• MC9S08QE8 — 8 КБ Flash, 512 Б RAM. Прямая замена с удвоенной памятью.
• MC9S08QE32 — 32 КБ Flash, 2 КБ RAM. Максимально производительный в серии QE.
• MC9S08QG8 — 8 КБ Flash, но меньше периферии (нет SPI, меньше каналов АЦП). Более дешевый вариант.
• MC9S08QD4 — 4 КБ Flash, 256 Б RAM, но только 1 коммуникационный интерфейс (SCI или SPI на выбор). Еще более экономичный.

2. Совместимые по выводам и архитектуре (но могут быть отличия в периферии):

• MC9S08SH8 / MC9S08SH32 — более новая и энергоэффективная серия S08SU с улучшенным АЦП и тактовым генератором. Часто рекомендуется как модернизация.
• MC68HC908QY4, MC68HC908QT4 — более старые предшественники от Motorola/Freescale. Совместимость по выводам, но требуется адаптация кода (архитектура HC08).
• MC9S08PA4, MC9S08PT4 — другие семейства S08 с похожей периферией, но другой компоновкой выводов.

3. Современные аналоги от NXP (32-битные, но могут быть вариантами для новой разработки):

• Кортекс-M0+ (серия LPC800, Kinetis KLxx) — 32-битные, более производительные, часто сопоставимы по цене. Требуют перехода на новую архитектуру и инструменты.
• S08P — более новая 8-битная платформа от NXP с улучшенной периферией и совместимостью по выводам с некоторыми старыми моделями.

Важное замечание:

MC9S08QE4 и все семейство S08 находятся в статусе "Не рекомендуется для новых разработок" (NRND) или "На последних закупках" у NXP. Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать более современные серии, такие как S08P, ARM Cortex-M0+ (серия Kinetis KL или LPC800). Однако, для поддержки существующего парка или мелкосерийного производства QE4 все еще доступен на рынке.

Для программирования и отладки традиционно использовались отладчики P&E Multilink/Cyclone Pro или Freescale/NXP USB Multilink. Современная среда разработки — NXP CodeWarrior for MCUs (специальная версия для S08) или IDE на базе Eclipse с компилятором HC08.