Freescale MC9S12DJ128MPV

Freescale MC9S12DJ128MPV — это 16-битный микроконтроллер семейства HCS12 (S12), разработанный компанией Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors). Он ориентирован на применение в автомобильной электронике, промышленных системах управления и других встраиваемых приложениях, требующих высокой надежности, производительности и широкого набора периферийных модулей.

Краткое описание

Микроконтроллер MC9S12DJ128MPV построен на высокопроизводительном 16-битном ядре S12CPU с тактовой частотой до 25 МГц. Его ключевая особенность — большое количество встроенной памяти и разнообразной периферии на одном кристалле, что позволяет создавать сложные системы с минимальным количеством внешних компонентов.

Он особенно востребован в автомобильных приложениях (кузовная электроника, управление двигателем, комбинации приборов) благодаря широкому температурному диапазону, наличию модулей CAN, PWM и аналоговых интерфейсов.

Основные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 16-битная, ядро HCS12 (S12CPU).
• Тактовая частота: До 25 МГц (при 5В питании).
• Производительность: До 25 млн операций в секунду.
• Магистраль: 16-битная внешняя шина (мультиплексированная адрес/данные).

2. Память:

• Флэш-память (EEPROM): 128 КБ с возможностью блочного стирания и программирования.
• ОЗУ (RAM): 8 КБ.
• EEPROM (отдельная): 2 КБ (с возможностью побайтного стирания).
• Защита памяти: Блокировка для защиты кода.

3. Периферийные модули:

• Таймеры: 2 стандартных 16-битных таймерных модуля (TIM), 8 каналов ввода/вывода (IC/OC/PWM).
• PWM (ШИМ): 8-канальный 16-битный модуль PWM (4 канала 16-бит или 8 каналов 8-бит).
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 модуля (асинхронный).
  • SPI: 1 модуль (синхронный).
  • I²C: 1 модуль (двухпроводной интерфейс).
• Сетевые интерфейсы:
  • CAN 2.0 A/B: 2 модуля MSCAN с буферами сообщений.
• Аналоговые интерфейсы:
  • АТD (АЦП): 8-канальный 10-битный аналого-цифровой преобразователь.
• Контроллер прерываний:
  • PIM (Periodic Interrupt Timer): Таймер периодических прерываний.
  • RTI (Real Time Interrupt): Модуль прерываний реального времени.
• Ввод/вывод: До 91 линии ввода/вывода общего назначения (GPIO) с программируемой нагрузочной способностью.

4. Системные характеристики:

• Напряжение питания: 2.35В — 5.5В (для флэш-памяти 5В ±10%).
• Температурный диапазон: Как правило, -40°C до +85°C (автомобильный) или до +125°C для расширенных версий.
• Корпус: 112-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Средства отладки: Поддержка фоновой отладки (BDM - Background Debug Mode).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Буквы в конце номера обозначают версию корпуса, температурный диапазон и тип поставки (лоток/рулон). Основные варианты:

• MC9S12DJ128MPV – Базовая модель, 112-LQFP, промышленный температурный диапазон.
• MC9S12DJ128MPVE – Версия с расширенным температурным диапазоном (часто -40°C..+125°C).
• MC9S12DJ128CPV / MC9S12DJ128CPVE – Варианты с корпусом 80-Pin QFP (имеют меньше линий ввода/вывода и, возможно, отключенную часть периферии).
• MC9S12DJ128VFU / MC9S12DJ128VFUE – Варианты в корпусе 80-Pin QFP с другими опциями.

Важно: Суффиксы V, VE, CPV, VFU указывают на различия в корпусе и температурном диапазоне. Полные данные необходимо сверять с даташитом (Data Sheet) и тех. описанием (Reference Manual).

Совместимые и аналогичные модели

Семейство S12 очень обширно. Совместимость определяется в первую очередь по ядру, набору периферии и корпусу.

1. Прямые аналоги и модернизация в рамках семейства S12D:

• MC9S12DJ256 / MC9S12DJ512 – Микроконтроллеры с увеличенным объемом памяти (256 КБ / 512 КБ флэш) и аналогичной периферией. Являются логичной аппаратной апгрейд-заменой.
• MC9S12DT128 / MC9S12DT256 – Модели с увеличенным объемом ОЗУ.
• MC9S12DJ64 – Модель с уменьшенным объемом флэш-памяти (64 КБ), но совместимая по выводам и периферии.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) модели из других подсемейств:

• MC9S12C / MC9S12GC – Более экономичные версии с меньшим объемом памяти и периферии, но часто совместимые по выводам в корпусах 80-pin.
• MC9S12XA / MC9S12XH – Более производительное семейство S12X с конвейерным ядром XGATE, обратно совместимое по коду и выводам с S12. Например, MC9S12XEP100 — гораздо более мощный аналог.

3. Современные аналоги от NXP (эволюционное развитие):

• S12 MagniV – Гибридные микроконтроллеры со встроенными силовыми драйверами (S12ZVR, S12ZVML и др.).
• S12Z – Более новое 16-битное ядро с улучшенной производительностью на МГц, обратно совместимое по инструментам.
• ARM Cortex-M микроконтроллеры NXP (серии KEA, S32K) – Современная 32-битная архитектура, пришедшая на смену архитектуре S12 в новых разработках для автомобиля. Требуют переписывания кода, но предлагают значительно более высокую производительность и эффективность.

Области применения

• Автомобильная электроника (управление дверями, сиденьями, стеклоподъемниками, простые контроллеры).
• Промышленные системы управления (контроллеры двигателей, датчики).
• Бытовые приборы.
• Медицинское оборудование (некритичное).
• Учебные проекты и прототипирование (благодаря доступности отладочных комплектов).

Примечание: При выборе аналога или замены необходимо тщательно проверять даташиты (Data Sheet) и технические описания (Reference Manual) на соответствие по выводам, напряжению питания, тактовой частоте и списку периферийных модулей.