Freescale MCHC11F1CFNE4

Отличный выбор! Freescale MCHC11F1CFNE4 — это один из самых известных и долгоживущих 8-битных микроконтроллеров в истории, сердце многих промышленных и образовательных проектов. Вот подробное описание.

Краткое описание

MCHC11F1CFNE4 — это полнопроходной (full-chip) вариант 8-битного микроконтроллера семейства HC11 (68HC11) от компании Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors). Это КМОП-микроконтроллер с высокой степенью интеграции, построенный на проверенной ядре CPU11. Он был особенно популярен в 1990-х и 2000-х годах благодаря своему балансу производительности, периферии и доступности, широко использовался в автомобильной электронике, промышленной автоматике, приборах и в качестве учебного пособия в вузах.

Ключевая особенность данной модификации (F1): наличие встроенного EEPROM (512 байт), что было большим преимуществом для хранения калибровочных данных, конфигурационных параметров без использования внешней памяти.

Технические характеристики (Technical Specifications)

• Архитектура/Ядро: 8-битное, CISC, ядро CPU11.
• Тактовая частота: До 3 MHz (напряжение питания 5В). На кристалле есть генератор, требующий внешнего кварцевого резонатора (обычно 8 МГц, 32.768 кГц для таймера реального времени или внешний тактовый сигнал).
• Память:
  • ROM/OTPROM: 8 КБ (в данной модели — маскированное ПЗУ или OTP). Внимание: CFNE4 имеет маскированное ПЗУ, программируемое на заводе. Для прототипирования использовались версии с EEPROM/OTP.
  • EEPROM: 512 байт — ключевая особенность серии "F1".
  • ОЗУ (RAM): 256 байт.
• Периферия:
  • Таймеры: Мощный 16-битный таймерной системы с 3 каналами ввода/вывода (Input Capture / Output Compare), одним каналом Pulse Accumulator.
  • Последовательные интерфейсы:
    • Асинхронный последовательный порт (SCI): 1 шт. (UART).
    • Синхронный последовательный порт (SPI): 1 шт.
  • АЦП (ADC): 8-канальный, 8-битный аналого-цифровой преобразователь.
  • Сторожевой таймер (COP): Для защиты от зависаний.
  • Система реального времени (RTC): Возможность работы от часового кварца.
  • Порты ввода/вывода: 38 линий I/O (многопункциональные, часть из них с открытым стоком).
• Напряжение питания: 5.0 В ±10% (стандартное для HC11).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C (уточняется в даташите).
• Корпус: PLCC-52 (Plastic Leaded Chip Carrier). Это квадратный корпус с 52 выводами по периметру.
• Особые режимы: Одиночный чип (Single Chip), расширенный многопроцессорный (Expanded Multiprocessor), специальный тестовый (Special Test), режим начальной загрузки (Bootstrap).
• Техпроцесс: КМОП (CMOS).

Part Numbers (Номенклатурные номера) и совместимые модели

Номенклатура Freescale для HC11 сложна. Вот расшифровка MCHC11F1CFNE4:

• MC — MicroController.
• HC11 — Семейство.
• F1 — Модель с 8КБ ПЗУ, 512Б EEPROM, 256Б ОЗУ, АЦП.
• C — Корпус (здесь: C = PLCC).
• F — Диапазон частот/напряжения (F = 2.1-3.0 МГц при 5В, промышленный температурный диапазон).
• N — Тип памяти (N = Маскированное ПЗУ (ROM) или OTP).
• E4 — Ревизия/версия кристалла.

Прямые аналоги и совместимые модели (в зависимости от потребностей):

1. Для прототипирования и обучения (с возможностью программирования):

   • M68HC11F1FN2 / M68HC11F1FN4 — Версия с EEPROM/OTP (UVPROM), которую можно стирать/программировать ультрафиолетом или это OTP-версия. Это главная замена для разработки.
   • MC68HC811E2CFN2 — Знаменитая версия с 2КБ EEPROM вместо ПЗУ, полностью программируемая электрически. Идеальна для обучения и отладки.
   • MC68HC11E20CFN2 — Более продвинутая версия с 20КБ ПЗУ, 512Б EEPROM, 768Б ОЗУ. Совместима по выводам в корпусе 52-PLCC.

2. Совместимые по архитектуре (пин-ту-пин не всегда, но код переносится):

   • Семейство HC11: Все модели A, E, F, G, K, L серий (различаются объемом памяти и набором периферии). Например, MC68HC11A8 (классика), MC68HC11E9.
   • Преемники от NXP: Более современные 8-битные микроконтроллеры HC(S)08 и HC(S)12 (16-битные) имеют схожую философию, но не являются прямой заменой по выводам. Они требуют перепроектирования платы.

3. Функциональные аналоги от других производителей (требуют перепроектирования):

   • Microchip PIC18F серии (с EEPROM).
   • Atmel AVR (ATmega16, ATmega328 и др.).
   • STMicroelectronics STM8S серии.
   • Renesas RL78 серии.

Важное примечание

• MCHC11F1CFNE4 с литерой N — это, как правило, маскированная версия (Mask ROM). Она программируется на заводе при производстве для крупных серийных заказов. Для единичных проектов или обучения она не подходит, так как вы не можете записать в нее свою программу.
• Для разработки необходимо использовать версии с EEPROM (как MC68HC811E2) или OTP/UVPROM (как M68HC11F1FN). Также широко использовались эмуляторы и оценочные платы (EVB).

Вывод: MCHC11F1CFNE4 — это легендарный промышленный МК, представляющий собой "зашитый" вариант для серийного производства. Его наследие живет в тысячах устройств, а для новых проектов сегодня логичнее рассматривать его программируемые аналоги HC11 или более современные микроконтроллеры.