Freescale MCF51QE128CLH

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем. Вот подробное описание Freescale MCF51QE128CLH.

Общее описание

Freescale MCF51QE128CLH — это 8-битный микроконтроллер семейства ColdFire V1, построенный на архитектуре S08 (CPU08). Он относится к серии MCF51QE, ориентированной на применение в потребительской электронике, промышленных контроллерах, маломощных и портативных устройствах. Ключевые преимущества — низкое энергопотребление, богатая периферия и хорошее соотношение производительности к цене.

Микроконтроллер выполнен в корпусе LQFP-64 и сочетает в себе высокую производительность ядра S08 с аналоговыми и цифровыми блоками, что делает его универсальным решением для широкого круга задач.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро Freescale S08 (CPU08), совместимое с HC08.
• Тактовая частота: До 50 МГц на шине (25 МГц внутреннего генератора с использованием умножителя частоты FLL).
• Производительность: До 50 MIPS (миллионов инструкций в секунду).

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 128 КБ с возможностью чтения/записи во время выполнения (EEPROM-эмуляция).
• ОЗУ (RAM): 8 КБ.
• Память данных: 2 КБ (часть общего адресного пространства).

3. Периферийные модули:

• Таймеры:
  • 2-канальный и 6-канальный 16-битные таймеры/PWM (TPM1, TPM2) с поддержкой захвата/сравнения/ШИМ.
  • 8-битный таймер-счетчик (MTIM).
  • Модуль реального времени (RTC) с часовым кварцем.
• Аналоговая периферия:
  • 12-битный АЦП (ADC): До 24 каналов, скорость до 1.2 Мвыб/с, возможность работы в режиме пониженного энергопотребления.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 модуля (асинхронный и синхронный режимы).
  • SPI: 1 модуль.
  • I²C: 1 модуль (совместимый с SMBus).
• Системные модули:
  • Модуль управления тактированием (ICS): Внутренние и внешние генераторы, FLL.
  • Контроллер прерываний (INT): До 32 векторов прерываний.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Модуль отладки (DBG).

4. Особенности питания и энергосбережения:

• Напряжение питания: 2.7В — 5.5В (широкий диапазон, подходит для батарейного питания).
• Режимы пониженного энергопотребления: Wait, Stop3 (сохраняется содержимое RAM и состояние периферии), Stop2 (самый экономичный).
• Встроенный регулятор напряжения.

5. Корпус и выводы:

• Корпус: LQFP-64 (Low-profile Quad Flat Package).
• Количество линий ввода-вывода (GPIO): До 55 программируемых линий с высокой нагрузочной способностью.

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги в линейке

Модель MCF51QE128CLH является частью семейства MCF51QE. Основные отличия внутри семейства — объем памяти и тип корпуса.

Прямые аналоги по характеристикам (различаются корпусом):

• MCF51QE128CLK – Аналогичные характеристики, корпус LQFP-80 (больше выводов).
• MCF51QE128CLL – Аналогичные характеристики, корпус LQFP-48 (меньше выводов, меньше линий GPIO).

Совместимые модели в том же семействе (с разным объемом памяти):

• MCF51QE64xxx – 64 КБ Flash, 4 КБ RAM. (Например, MCF51QE64CLH, MCF51QE64CLL).
• MCF51QE32xxx – 32 КБ Flash, 2 КБ RAM. (Например, MCF51QE32CLH).

Важно: Последние две цифры в маркировке (CLH, CLL, CLK) указывают на корпус и температурный диапазон. C – коммерческий температурный диапазон (0°C to +70°C), V – расширенный (-40°C to +105°C).

Совместимые микроконтроллеры от других производителей (функциональные аналоги):

Прямых pin-to-pin аналогов от других брендов нет, но по архитектуре и возможностям можно рассматривать:

• Microchip (Atmel): Серия ATmega128/2560 (AVR), серия PIC18F с USB.
• STMicroelectronics: Серия STM8S207/208 (высокая производительность, похожая периферия).
• NXP (который поглотил Freescale): Поздние серии микроконтроллеров на ядре S08, например, S08QE, являются прямым развитием данной линейки. Фактически, искать актуальную документацию и аналоги сейчас нужно под брендом NXP.

Области применения (Use Cases)

• Промышленные системы управления (контроллеры, датчики).
• Потребительская электроника (пульты ДУ, климатическая техника, кухонные приборы).
• Медицинские портативные устройства (глюкометры, тонометры).
• Системы охранной и пожарной сигнализации.
• Устройства с батарейным питанием, требующие работы от 3В.
• Простые интерфейсы связи (RS-232, RS-485 через UART).

Важное примечание

Линейка микроконтроллеров MCF51QE была анонсирована компанией Freescale Semiconductor. В 2015 году Freescale была приобретена компанией NXP Semiconductors. Поэтому:

• Текущий владелец продукции и документации — NXP.
• На официальном сайте NXP можно найти даташиты, руководства пользователя и инструменты разработки.
• При выборе для новых проектов стоит также рассмотреть более современные аналоги от NXP, например, на ядрах ARM Cortex-M (серии Kinetis, LPC), которые предлагают лучшую производительность и энергоэффективность.

Рекомендуется: Перед началом разработки всегда скачивайте актуальную документацию с сайта NXP.com по запросу "MCF51QE128".