Freescale MC68HC711E20CFN2

Отличный выбор! MC68HC711E20CFN2 — это классический 8-битный микроконтроллер от Freescale (ныне NXP) в линейке HC11, который был чрезвычайно популярен в 1990-х и 2000-х годах для промышленных, автомобильных и образовательных применений.

Общее описание

MC68HC711E20CFN2 — это полная однокристальная микроконтроллерная система, построенная на высокопроизводительной 8-битной архитектуре M68HC11. Он известен своей надежностью, богатой периферией и развитой экосистемой инструментов. Модель "CFN2" указывает на корпус PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) с 52 выводами, рабочую температуру от -40°C до +85°C и специфическую ревизию маски ПЗУ.

Ключевые особенности:

• Архитектура: M68HC11, CISC (Complex Instruction Set Computer).
• Внутренняя тактовая частота: До 3 МГц (с внешним кварцем 12 МГц, используется внутренний делитель на 4).
• Рабочее напряжение: 5 В ±10%.
• Высокая интеграция: Объединяет ЦПУ, память, таймеры, интерфейсы связи и системы ввода/вывода на одном кристалле.
• Особый режим: Наличие специального Bootstrap Mode и Test Mode для загрузки и отладки кода через последовательный порт, что упрощало разработку без дорогого программатора.

Подробные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• ЦПУ: 8-битное, с 16-битным аккумулятором и индексными регистрами.
• Тактовая частота: Макс. 3 МГц (цикл инструкции 333 нс).
• Система команд: Богатый набор (более 140 инструкций), включая умножение и деление.

2. Память:

• Внутреннее маскируемое ПЗУ (ROM): 20 КБ. Важно: В суффиксе "E20" указывается максимальный объем ПЗУ, но фактическое наличие и содержимое ПЗУ определяется при заказе у производителя (маскируется на заводе). Часто использовался в режиме с внешней памятью.
• Внутреннее ЭСППЗУ (EEPROM): 512 байт. Одно из ключевых преимуществ HC11 — энергонезависимая память для хранения данных и небольших программ.
• ОЗУ (RAM): 768 байт.
• Режимы расширенной памяти: Поддержка до 64 КБ адресного пространства (включая внешнюю память и периферию).

3. Периферия и интерфейсы:

• Порты ввода/вывода: 38 линий общего назначения (в 52-выводном корпусе), многие с альтернативными функциями.
• Таймерная система: Мощный 16-битный таймер с:
  • 3 каналами ввода/захвата.
  • 4 каналами вывода/сравнения (1 канал дополнительно может работать как ШИМ).
  • Сторожевой таймер (Watchdog).
• Последовательные интерфейсы:
  • Асинхронный последовательный коммуникационный интерфейс (SCI): UART для связи с ПК, модемами и другими устройствами по RS-232.
  • Синхронный последовательный периферийный интерфейс (SPI): Высокоскоростной интерфейс для связи с датчиками, ЦАП/АЦП, сдвиговыми регистрами.
• 8-битный АЦП (Аналого-цифровой преобразователь): 8 каналов. Разрешение — 8 бит.
• Система прерываний: 21 вектор прерываний (внешние, от таймера, SCI, SPI и т.д.).

4. Упаковка и условия эксплуатации:

• Корпус: PLCC-52 (Plastic Leaded Chip Carrier). Суффикс CFN2 в номере детали указывает именно на этот корпус.
• Температурный диапазон: C = от -40°C до +85°C (автомобильный/промышленный).
• Напряжение питания: 5 В ±10%.

Парт-номера (совместимые и альтернативные модели в семействе HC11)

Номенклатура Freescale для HC11 была сложной. Вот расшифровка для MC68HC711E20CFN2 и аналоги:

• MC = Motorola Semiconductor.
• 68HC11 = Семейство.
• 1 = Маскируемое ПЗУ.
• 1 = Наличие EEPROM.
• E = Серия (расширенный набор функций, АЦП).
• 20 = Макс. объем ПЗУ/ППЗУ в КБ.
• C = Темп. диапазон (-40°C...+85°C).
• F = Корпус (здесь: PLCC).
• N = Вариант корпуса/выводов (здесь: 52 вывода).
• 2 = Ревизия маски/версия.

Совместимые/альтернативные модели в том же семействе:

1. По функционалу и выводам (pin-to-pin совместимые):

   • MC68HC711E20CFN2 (базовая, с маскируемым ПЗУ).
   • MC68HC711E20CFN2 (другие ревизии маски, например, без "2").
   • MC68HC711E9CFN2 — аналогичная, но с 12 КБ ПЗУ и 512 байт EEPROM.
   • MC68HC711E12CFN2 — с 12 КБ ПЗУ и 512 байт EEPROM (другая маска).
   • MC68HC711E1CFN2 — без внутреннего ПЗУ (режим только внешней памяти), 512 байт EEPROM.

2. Более новые/усовершенствованные аналоги (от NXP):

   • MC9S12E系列 — 16-битные микроконтроллеры семейства S12, являющиеся эволюционным развитием HC11. Они сохраняют частичную совместимость по коду на ассемблере, но имеют 16-битное ядро, больше памяти, более быстрые таймеры и часто являются рекомендуемой заменой для новых разработок.
   • MC68HC912B32 — 16-битный контроллер с флэш-памятью из семейства HC12, также потомок HC11.

3. Для прототипирования и обучения (версии с УФ-стираемым ПЗУ или флэш-памятью):

   • MC68HC711E20CFN2 — именно эта версия требует заводского программирования ПЗУ.
   • MC68HC711E20EVB / MC68HC711E20EVS — обозначения оценочных плат и наборов для разработки.
   • Для отладки часто использовались версии с УФ-стираемым ПЗУ (окончание "V" в номере, например, для других корпусов), но для PLCC-52 они были редкостью.
   • MC68HC711K4 — популярная версия в корпусе DIP с УФ-ПЗУ для обучения.

Важное примечание для замены и поиска:

• Устаревание: Большинство микроконтроллеров HC11, включая MC68HC711E20CFN2, официально сняты с производства (EOL). Поставки возможны только со складов перепродаж или б/у.
• При замене необходимо обращать внимание не только на парт-номер, но и на ревизию маски (последняя цифра), так как в разных ревизиях могли быть исправлены ошибки (errata) или изменены характеристики ПЗУ.
• Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги, такие как MC9S12E series от NXP или 8-битные микроконтроллеры других семейств (например, NXP S08, Microchip PIC18, AVR mega).

Этот микроконтроллер остается легендой в мире встраиваемых систем и отличным учебным инструментом для понимания основ работы МК на аппаратном уровне.