Freescale半導(dǎo)體QFN封裝遷移及MC9S08SH8芯片詳解

一、QFN封裝遷移概述

Freescale半導(dǎo)體發(fā)布了關(guān)于新QFN封裝遷移的附錄文件（Document Number: QFN_Addendum Rev. 0, 07/2014）。此次遷移主要是因為部分封裝從金線過渡到銅線，導(dǎo)致98A外殼輪廓編號發(fā)生變化。

文件下載：MC9S08SH4CWJ.pdf

新舊封裝對比

文檔提供了舊（金線）封裝與新（銅線）封裝的對比表格，例如MC68HC908JW32的48 QFN封裝，原文檔編號為98ARH99048A，現(xiàn)變?yōu)?8ASA00466D；MC9RS08LA8的48 QFN封裝，原編號98ARL10606D，現(xiàn)也變?yōu)?8ASA00466D 。工程師若需查看新圖紙，可前往Freescale.com搜索設(shè)備的新98A封裝編號。對于QFN封裝的使用更多信息，可參考EB806文檔。

二、MC9S08SH8芯片介紹

（一）芯片特性

1. 中央處理器：采用8位HCS08中央處理器單元（CPU），具備40 - MHz HCS08 CPU，支持HC08指令集并新增BGND指令，可支持多達32個中斷/復(fù)位源。
2. 片上內(nèi)存：FLASH可在全工作電壓和溫度范圍內(nèi)進行讀取、編程和擦除操作，同時具備隨機存取存儲器（RAM）。
3. 節(jié)能模式：擁有兩種極低功耗停止模式、降低功耗等待模式，以及可用于運行、等待和停止模式的極低功耗實時中斷。
4. 時鐘源選項：有振蕩器（XOSC）和內(nèi)部時鐘源（ICS）兩種選擇。XOSC為環(huán)路控制皮爾斯振蕩器，支持31.25 kHz至38.4 kHz或1 MHz至16 MHz的晶體或陶瓷諧振器；ICS內(nèi)部時鐘源模塊包含由內(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)可實現(xiàn)0.2%的分辨率和2%的溫度及電壓偏差，支持2 MHz至20 MHz的總線頻率。
5. 系統(tǒng)保護：具備看門狗計算機正常運行（COP）復(fù)位功能，可選擇從專用1 - kHz內(nèi)部時鐘源或總線時鐘運行；有帶復(fù)位或中斷的低壓檢測功能，可選擇跳閘點；具備非法操作碼檢測和非法地址檢測并復(fù)位功能，以及FLASH塊保護功能。
6. 開發(fā)支持：提供單線程背景調(diào)試接口，具備斷點功能，允許在在線調(diào)試期間設(shè)置單個斷點（片上調(diào)試模塊還有另外兩個斷點），片上在線仿真（ICE）調(diào)試模塊包含兩個比較器和九種觸發(fā)模式，有8級深度FIFO用于存儲流程變化地址和僅事件數(shù)據(jù)，調(diào)試模塊支持標(biāo)簽和強制斷點。
7. 外設(shè)
   • ADC：12通道、10位分辨率、2.5 μs轉(zhuǎn)換時間，具備自動比較功能、溫度傳感器和內(nèi)部帶隙參考通道，可在stop3模式下運行。
   • ACMP：模擬比較器，可選擇在比較器輸出的上升、下降或任一邊緣產(chǎn)生中斷，可與固定內(nèi)部帶隙參考電壓進行比較，輸出可選擇路由到TPM模塊，也可在stop3模式下運行。
   • SCI：全雙工非歸零（NRZ），支持LIN主擴展中斷生成、LIN從擴展中斷檢測，可在活動邊緣喚醒。
   • SPI：全雙工或單線程雙向，具備雙緩沖發(fā)送和接收功能，支持主或從模式，可選擇MSB優(yōu)先或LSB優(yōu)先移位。
   • IIC：最高100 kbps，支持最大總線負載，支持多主操作，可編程從地址，中斷驅(qū)動逐字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，支持廣播模式和10位尋址。
   • MTIM：8位模計數(shù)器，帶8位預(yù)分頻器和溢出中斷。
   • TPMx：兩個2通道定時器PWM模塊（TPM1, TPM2），每個通道可選擇輸入捕獲、輸出比較或緩沖邊緣或中心對齊PWM。
   • RTC：8位模數(shù)計數(shù)器，帶二進制或十進制預(yù)分頻器，可使用外部時鐘源實現(xiàn)精確時基、日期時間、日歷或任務(wù)調(diào)度功能，片上低功耗振蕩器（1 kHz）可在無外部組件的情況下實現(xiàn)循環(huán)喚醒，可在所有MCU模式下運行。
8. 輸入/輸出：有17個通用I/O引腳（GPIOs）和1個僅輸出引腳，8個中斷引腳可選擇極性，PTB[5:2]和PTC[3:0]具備組合輸出選項，所有輸入引腳具備遲滯和可配置上拉設(shè)備，所有輸出引腳可配置壓擺率和驅(qū)動強度。
9. 封裝選項：提供24 - QFN、20 - TSSOP、20 - SOIC、20 - PDIP、16 - TSSOP、8 - SOIC等多種封裝。

（二）數(shù)據(jù)手冊修訂歷史

（三）芯片各章節(jié)內(nèi)容概述

1. 設(shè)備概述：介紹了MC9S08SH8系列設(shè)備、MCU框圖和系統(tǒng)時鐘分布。
2. 引腳和連接：包括設(shè)備引腳分配、推薦系統(tǒng)連接，如電源、振蕩器、復(fù)位、背景/模式選擇以及通用I/O和外設(shè)端口等。
3. 操作模式：涵蓋運行模式、活動背景模式、等待模式和停止模式（Stop3、Stop2），以及停止模式下的片上外設(shè)模塊情況。
4. 內(nèi)存：包含MC9S08SH8內(nèi)存映射、復(fù)位和中斷向量分配、寄存器地址和位分配、RAM、FLASH（特性、編程和擦除時間、寄存器和控制位等）以及安全相關(guān)內(nèi)容。
5. 復(fù)位、中斷和系統(tǒng)控制：介紹了MCU復(fù)位、計算機正常運行（COP）看門狗、中斷、低壓檢測（LVD）系統(tǒng)以及相關(guān)寄存器和控制位。
6. 并行輸入/輸出控制：涉及端口數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)方向、上拉、壓擺率和驅(qū)動強度、組合輸出、引腳中斷、停止模式下的引腳行為以及并行I/O和引腳控制寄存器。
7. 中央處理器單元（S08CPUV2）：包含介紹、程序員模型和CPU寄存器、尋址模式、特殊操作以及HCS08指令集總結(jié)。
8. 模擬比較器5 - V（S08ACMPV2）：介紹了配置信息、外部信號描述、內(nèi)存映射和功能描述。
9. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（S08ADCV1）：包括通道分配、外部信號描述、寄存器定義和功能描述。
10. 內(nèi)部時鐘源（S08ICSV2）、內(nèi)部集成電路（S08IICV2）、模定時器（S08MTIMV1）、實時計數(shù)器（S08RTCV1）、串行通信接口（S08SCIV4）、串行外設(shè)接口（S08SPIV3）、定時器脈沖寬度調(diào)制器（S08TPMV3）、開發(fā)支持等章節(jié)也分別對相應(yīng)模塊進行了詳細介紹。

三、總結(jié)

Freescale半導(dǎo)體的QFN封裝遷移反映了其在封裝技術(shù)上的改進，而MC9S08SH8芯片憑借其豐富的特性和功能，適用于多種應(yīng)用場景。電子工程師在設(shè)計過程中，可根據(jù)實際需求參考這些文檔，合理選擇封裝和芯片，同時要關(guān)注芯片的修訂歷史，確保使用最新的設(shè)計參數(shù)。大家在實際應(yīng)用中，是否遇到過類似封裝遷移或芯片特性利用的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。