Freescale MC9S08QG4CDTE

Отличный выбор! MC9S08QG4 — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне часть NXP), известный своей надежностью, простотой и низкой стоимостью. Он идеально подходит для простых embedded-приложений.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация по совместимости для модели MC9S08QG4CDTE.

Общее описание

MC9S08QG4 — это 8-битный микроконтроллер из семейства HCS08, построенный на ядре S08. Модель QG4 является флагманом в линейке QG (самая маленькая в мире MCU-корпус на момент выпуска). Буквы в суффиксе CDTE указывают на:

• C – Диапазон рабочих температур: от -40°C до +85°C (промышленный).
• DTE – Тип корпуса: TSSOP-8 (8 выводов).

Ключевая философия: Максимум функциональности при минимальном количестве выводов и стоимости. Идеален для замены простых логических схем, датчиков, драйверов, игрушек, бытовой электроники и других приложений, где не требуется высокая производительность, но важна компактность и цена.

Технические характеристики

Ядро и производительность:

• Архитектура: 8-битное ядро HCS08 (совместимо с HC08).
• Тактовая частота: До 20 МГц (внутренняя шина до 10 МГц).
• Производительность: ~0.5 MIPS на 1 МГц (порядка 10 MIPS на макс. частоте).

Память:

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

Периферия:

• Таймеры:
  • 1x 2-канальный 16-битный таймер (TPM) с поддержкой ШИМ (PWM), захвата/сравнения.
• Аналоговые интерфейсы:
  • 1x 10-битный АЦП с 4 каналами (внутренние источники опорного напряжения).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 1x Интерфейс SCI (UART) — асинхронный последовательный порт.
  • 1x Интерфейс SPI (доступен на тех же выводах, что и SCI, выбор альтернативной функции).
• Системные модули:
  • Встроенный тактовый генератор (ICG) — работа без внешних компонентов.
  • Контроллер сброса (COP) — сторожевой таймер.
  • Монитор напряжения (LVD).
  • Флаги безопасности для защиты кода.

Ввод/Вывод:

• Количество линий I/O: 6 программируемых линий GPIO (из 8 выводов корпуса).
• Типы выводов: Все выводы с поддержкой прерываний от внешних событий (KBI).

Питание и энергопотребление:

• Напряжение питания: 2.7В — 3.6В (для 20 МГц); 1.8В — 3.6В (для пониженных частот).
• Режимы пониженного энергопотребления: Wait, Stop3 (сохранение RAM).

Корпус:

• MC9S08QG4CDTE: TSSOP-8 (очень компактный корпус для поверхностного монтажа).

Парт-номер (Full Part Number) и варианты

Базовый парт-номер: MC9S08QG4CDTE Расшифровка суффиксов для этого семейства:

• MC9S08QG4 – Базовая модель (ядро S08, 4 КБ флэш).
• C – Температурный диапазон: Commercial (0°C to +70°C) или Industrial (-40°C to +85°C). Для "C" в QG4 — обычно Industrial.
• D – Вариант корпуса/вывода. Здесь "D" означает TSSOP.
• T – Тип упаковки: Tape and Reel (на катушке для автоматического монтажа).
• E – Уровень экологичности (безгалогенный, соответствует RoHS).

Другие варианты в линейке QG4 (с разным объемом памяти и корпусами):

• MC9S08QG8Cxxx — 8 КБ флэш, 512 Б RAM.
• MC9S08QG4Cxxx — 4 КБ флэш, 256 Б RAM (рассматриваемая).
• Аналоги в других корпусах:
  • MC9S08QG4CPE – Корпус PDIP-8 (DIP-8, для макетирования).
  • MC9S08QG4MPE – Корпус SOIC-8.
  • MC9S08QG4FPE – Корпус TSOP-8.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены (Drop-in Replacement):

• MC9S08QG8CDTE – Полностью совместим по выводам и корпусу, но имеет 8 КБ флэш и 512 Б RAM. Лучший выбор, если не хватает памяти у QG4.
• MC9S08QG4CPE / MPE / FPE – Тот же кристалл, но в другом корпусе (PDIP, SOIC, TSOP). Совместимы по программному коду.

2. Модели из того же семейства (S08QG) с отличиями:

• MC9S08QG1 / QG2 – Младшие модели с 1 КБ и 2 КБ флэш соответственно. Могут иметь урезанную периферию (например, только 2 канала АЦП). Подходят для еще более простых задач.
• MC9S08QD4 / QD2 – Близкие по характеристикам, но имеют немного другую периферию (например, только SCI, без SPI) и могут отличаться распиновкой. Требуется проверка datasheet!

3. Современные аналоги от NXP (Рекомендуемые для новых разработок):

Семейство S08QG считается устаревшим (статус "Not Recommended for New Designs - NRND" или "Active" с ограничениями). NXP предлагает современные и более мощные замены:

• KE02Z (ARM Cortex-M0+) – Прямая рекомендуемая замена от NXP. Имеет большую производительность, больше периферии, лучшее энергопотребление и часто сопоставимую или даже более низкую цену. Например, MKE02Z64VQH4 (LQFP-32) — намного мощнее, но для прямого совместимости по выводам нужно искать модели в корпусах SOIC-8/TSSOP-8 (например, серия MKE02P).
• S08P / S08PT Family – Более новое 8-битное семейство от NXP с улучшенными характеристиками, повышенной надежностью и дополнительными функциями (например, сенсорными интерфейсами). Например, MC9S08PT16VLC.
• MCU серии LPC800 (ARM Cortex-M0+) – Еще одна современная и экономичная 32-битная альтернатива от NXP.

4. Аналоги от других производителей:

• Microchip (Atmel) ATtiny (например, ATtiny85, ATtiny84) – Похожие 8-битные AVR микроконтроллеры в компактных корпусах. Очень популярны.
• STMicroelectronics STM8S (например, STM8S003F3) – Конкурирующее 8-битное семейство с хорошим соотношением цена/функциональность.
• Silicon Labs (Energy Micro) EFM8 (например, EFM8BB10) – Высокоэффективные 8-битные MCU с низким энергопотреблением.

Важное примечание:

При выборе замены или аналога всегда проверяйте:

1. Распиновку (Pinout).
2. Напряжение питания и уровни логики.
3. Наличие необходимой периферии (АЦП, таймеры, UART и т.д.).
4. Поддерживаемые инструменты разработки (программаторы, отладчики, компиляторы).

Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги, такие как NXP KE02 (Cortex-M0+) или S08P.