MC9S08LG32系列微控制器數(shù)據(jù)手冊(cè)解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，微控制器是至關(guān)重要的組件。今天我們來(lái)深入解析Freescale Semiconductor的MC9S08LG32系列微控制器，它涵蓋了MC9S08LG32和MC9S08LG16這兩款產(chǎn)品。

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一、數(shù)據(jù)手冊(cè)版本說(shuō)明

Rev. 10的MC9S08LG32系列數(shù)據(jù)手冊(cè)包含兩部分：數(shù)據(jù)手冊(cè)第9版的附錄，以及第9版數(shù)據(jù)手冊(cè)。附錄中描述的更改尚未在指定頁(yè)面中實(shí)施。

二、產(chǎn)品特性

（一）中央處理器單元（CPU）

• 8位HCS08 CPU：在5.5V - 2.7V的電壓范圍內(nèi)，溫度范圍為 -40°C至85°C和 -40°C至105°C時(shí)，CPU最高可達(dá)40 MHz。
• 指令集：具備HCS08指令集，并增加了BGND指令。
• 中斷/重置源：支持多達(dá)32個(gè)中斷/重置源。

（二）片上內(nèi)存

• 閃存：有32 KB或18 KB的雙陣列閃存，可在全工作電壓和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行讀取、編程和擦除操作。
• 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）：1984字節(jié)的RAM，并配備安全電路，防止對(duì)RAM和閃存內(nèi)容的未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)。

（三）節(jié)能模式

• 停止模式：有兩種低功耗停止模式（stop2和stop3）和降低功耗的等待模式。
• 時(shí)鐘門控：外設(shè)時(shí)鐘門控寄存器可禁用未使用模塊的時(shí)鐘，從而降低電流。
• 低功耗振蕩器：低功耗片上晶體振蕩器（XOSC）可在低功耗模式下為實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器和LCD控制器提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘源。
• 喚醒時(shí)間：從stop3模式的典型喚醒時(shí)間為100 μs。

（四）時(shí)鐘源選項(xiàng)

• 振蕩器（XOSC）：采用環(huán)路控制皮爾斯振蕩器，晶體或陶瓷諧振器的范圍為31.25 kHz至38.4 kHz或1 MHz至16 MHz。
• 內(nèi)部時(shí)鐘源（ICS）：內(nèi)部時(shí)鐘源模塊包含一個(gè)由內(nèi)部或外部參考控制的鎖頻環(huán)（FLL），內(nèi)部參考的精確微調(diào)可實(shí)現(xiàn)0.2%的分辨率和2%的溫度和電壓偏差，支持1 MHz至20 MHz的總線頻率。

（五）系統(tǒng)保護(hù)

• COP重置：可選擇從專用的1 kHz內(nèi)部時(shí)鐘或總線時(shí)鐘運(yùn)行。
• 低電壓警告和檢測(cè)：具備低電壓警告并產(chǎn)生中斷，以及低電壓檢測(cè)并重置的功能。
• 非法操作碼和地址檢測(cè)：檢測(cè)到非法操作碼和地址時(shí)進(jìn)行重置。
• 閃存和RAM保護(hù)：對(duì)閃存和RAM進(jìn)行保護(hù)。

（六）開(kāi)發(fā)支持

• 調(diào)試接口：?jiǎn)慰偩€背景調(diào)試接口。
• 斷點(diǎn)功能：在電路調(diào)試期間可設(shè)置單個(gè)斷點(diǎn)，片上調(diào)試模塊還可額外設(shè)置兩個(gè)斷點(diǎn)。
• 片上仿真器（ICE）：片上ICE調(diào)試模塊包含三個(gè)比較器和九種觸發(fā)模式，以及一個(gè)深度為8的FIFO用于存儲(chǔ)流地址變化和僅事件數(shù)據(jù)，支持標(biāo)簽和強(qiáng)制斷點(diǎn)。

（七）外設(shè)

• LCD：高達(dá)4 × 41或8 × 37的LCD驅(qū)動(dòng)器，帶有內(nèi)部電荷泵。
• ADC：多達(dá)16通道，12位分辨率，2.5 μs轉(zhuǎn)換時(shí)間，具有自動(dòng)比較功能、溫度傳感器和內(nèi)部帶隙參考通道，可在stop3模式下運(yùn)行并喚醒系統(tǒng)，在5.5V - 2.7V電壓下完全功能正常。
• SCI：全雙工非歸零（NRZ），支持LIN主擴(kuò)展中斷生成、LIN從擴(kuò)展中斷檢測(cè)和活動(dòng)邊緣喚醒。
• SPI：全雙工或單總線雙向，雙緩沖發(fā)送和接收，支持主或從模式，MSB優(yōu)先或LSB優(yōu)先移位。
• IIC：最高可達(dá)100 kbps，具有最大總線負(fù)載能力，支持多主操作、可編程從地址、中斷驅(qū)動(dòng)的逐字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，支持廣播模式和10位尋址。
• TPMx：一個(gè)6通道和一個(gè)2通道，每個(gè)通道可選擇輸入捕獲、輸出比較或緩沖邊緣或中心對(duì)齊PWM。
• MTIM：8位計(jì)數(shù)器，帶有匹配寄存器，四個(gè)時(shí)鐘源和預(yù)分頻器，可用于周期性喚醒。
• RTC：8位模數(shù)計(jì)數(shù)器，帶有二進(jìn)制或十進(jìn)制預(yù)分頻器，三個(gè)時(shí)鐘源（包括一個(gè)外部源），可用于時(shí)基、日歷或任務(wù)調(diào)度功能。
• KBI：一個(gè)鍵盤控制模塊， capable of supporting 8 × 8鍵盤矩陣。
• IRQ：用于從低功耗模式喚醒的外部引腳。

（八）輸入/輸出

• GPIO：有39、53或69個(gè)通用輸入輸出引腳。
• 中斷：8個(gè)KBI和1個(gè)IRQ中斷，極性可選擇。
• 輸入輸出特性：所有輸入引腳具有滯后和可配置上拉裝置，所有輸出引腳可配置壓擺率和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。

（九）封裝選項(xiàng)

提供48引腳LQFP、64引腳LQFP和80引腳LQFP三種封裝。

三、電氣特性

（一）絕對(duì)最大額定值

（二）熱特性

• 工作溫度范圍：封裝后的工作溫度范圍為 -40°C至105°C。
• 最大結(jié)溫：125°C。
• 熱阻：不同封裝在單層板和四層板上的熱阻不同，例如80引腳LQFP在單層板上的熱阻為61°C/W，在四層板上為48°C/W。

（三）ESD保護(hù)和閂鎖免疫

該器件進(jìn)行了ESD測(cè)試，符合AEC - Q100汽車級(jí)集成電路的應(yīng)力測(cè)試資格。在人體模型（HBM）下，可承受2500 V的靜電放電；在充電設(shè)備模型（CDM）下，可承受750 V的靜電放電；在85°C時(shí)，閂鎖電流為 ? 100 mA。

（四）直流特性

包括電源要求和I/O引腳特性，如工作電壓為2.7 - 5.5 V，輸出高電壓、低電壓，輸入高電壓、低電壓等參數(shù)。

（五）電源電流特性

不同工作模式下的電源電流不同，如運(yùn)行模式（FEI模式）、等待模式、stop2模式和stop3模式等。

（六）外部振蕩器（XOSC）特性

振蕩器晶體或諧振器的頻率范圍根據(jù)不同模式有所不同，如低范圍（32 - 38.4 kHz）和高范圍（1 - 16 MHz）。

（七）內(nèi)部時(shí)鐘源（ICS）特性

內(nèi)部參考頻率經(jīng)過(guò)工廠和用戶修剪，DCO輸出頻率范圍和分辨率等參數(shù)也有明確規(guī)定。

（八）ADC特性

12位ADC的工作條件包括電源電壓、參考電壓、輸入電壓等，以及轉(zhuǎn)換時(shí)間、誤差等特性。

（九）交流特性

• 控制時(shí)序：包括總線頻率、內(nèi)部低功耗振蕩器周期、外部復(fù)位脈沖寬度等。
• TPM模塊時(shí)序：外部時(shí)鐘頻率、周期、高時(shí)間和低時(shí)間等。
• SPI時(shí)序：包括操作頻率、時(shí)鐘周期、使能時(shí)間等。

（十）LCD規(guī)格

LCD的電氣參數(shù)包括 (V_{LL3}) 電源電壓、幀頻率、電荷泵電容等。

（十一）閃存規(guī)格

閃存的編程/擦除電壓、時(shí)間和耐久性等參數(shù)，如字節(jié)編程時(shí)間、頁(yè)擦除時(shí)間、大規(guī)模擦除時(shí)間等。

（十二）EMC性能

• 輻射發(fā)射：在特定條件下，微控制器的輻射RF發(fā)射在不同頻率范圍內(nèi)有規(guī)定的最大值。
• 傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾度：通過(guò)內(nèi)部測(cè)試方法測(cè)量，不同引腳的瞬態(tài)電壓要求不同。

四、訂購(gòu)信息

提供了MC9S08LG32和MC9S08LG16的設(shè)備編號(hào)系統(tǒng)，包括內(nèi)存、溫度范圍、LCD模式操作和可用封裝等信息。

五、封裝信息

介紹了48引腳、64引腳和80引腳LQFP封裝的機(jī)械圖紙和相關(guān)參數(shù)。

六、修訂歷史

記錄了數(shù)據(jù)手冊(cè)的修訂歷史，包括每次修訂的日期和更改描述。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)這些特性和參數(shù)，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，合理選擇和使用MC9S08LG32系列微控制器。你在使用這款微控制器時(shí)，是否遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。