飞思卡尔MC9S08QD4高效微控制器解决方案
2008-04-15
作者：飞思卡尔半导体中国有限公司
现代社会的消费者提到嵌入式系统" title="嵌入式系统">嵌入式系统或者嵌入式应用，也许会觉得很陌生。实际上，人们常常随身携带了好几个嵌入式系统——手机、手表或者智能卡，而且经常与汽车、电梯、厨房设备、电视、录像机以及娱乐系统等嵌入式系统交互。嵌入式系统在工业机器人、医药设备、电话系统、卫星、飞行系统等领域扮演了一个更为重要的角色；嵌入式设备的应用有着广阔的应用前景。
目前，嵌入式设备的发展趋势是个人电子设备越来越小、越来越先进且对成本越来越敏感。因此，设计师们对成本低廉且特性丰富的MCU产生了迫切需求。
丰富应用极具市场前景
为了顺应市场对MCU的要求，飞思卡尔" title="飞思卡尔">飞思卡尔推出8位S08 MCU系列产品的新成员――MC9S08QD4，为嵌入式产品开发商提供一种经济高效的微控制器" title="微控制器">微控制器（MCU） 解决方案，帮助开发更广泛的应用。
MC9S08QD4采用高性能、低功耗的飞思卡尔8 位微控制器系列中具有很高集成度" title="高集成度">高集成度的HCS08 内核。MC9S08QD4 集成了通常只有较大、较昂贵的元器件才具有的性能，包括具有单线调试及仿真接口的背景调试模块。该产品还包括两个可编程的16 位定时器模块（TPM），是同类产品中最灵活、又最经济的模块之一。
MC9S08QD4 MCU的性能如下：
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- 工作电压为2.7-5.5V。工作电压为5V时，总线频率高达8MHz ；
- 4K FLASH存储器，256字节RAM ；
- 两个具有输入捕捉、输出比较和PWM功能的定时器；
- 4通道10位模数转换器（ADC）。
从技术角度分析，MC9S08QD4 微控制器扩展了飞思卡尔 Controller Continuum 低端产品的阵容。它提供了更强的功能和更高的灵活性，同时与基于RS08内核技术的超低端KA系列及高集成度的S08控制器QG系列保持引脚兼容。QD4设备是高度集成的，可在一个小巧的8针脚封装内支持5V操作，因此非常适合用于需要较高电压的成本敏感型应用。应用实例包括电机控制、安全系统、对讲机、相机变焦控制、吸尘器、工业压缩机和小型发动机应用的点火控制等，例如不需要汽车电子委员会AEC认证的摩托车。MC9S08QD4外型如图1所示。
图1: MC9S08QD4
QD4非常适用于下列应用：
- 摩托车及助动车的数字电容放电点火系统；
- 便携式空气冷却器；
- 小家电 ；
- 大型家电 ；
- 相机变焦控制 ；
- 充电器 ；
- 跑步机 ；
- 真空吸尘器 。
作为飞思卡尔产品S08控制器系列中的最低端产品，QD4比同等价位的其它8位微控制器提供了更大的闪存和RAM。它具有两个16位定时器，一个是2通道的，另一个1通道，这是非常罕见的。每个通道都可用作输入捕捉、输出比较、带缓冲的边缘对齐的脉宽调制(PWM)或带缓冲的中心对齐的脉宽调制(PWM)。QD4集成了一个4通道的10位ADC，可提供更高的分辨率、更快的转换和自动比较功能。该ADC使MCU可以轻松连接到传感器等设备的模拟输入装置，将模拟信号转换成数字值。自动比较功能使MCU可以计算数值，并与预先设置的阈值进行比较。QD4还包括一个内部时钟源（ICS）模块，具有内部参考时钟源的锁频环（FLL）。内部参考时钟的使用可以消除所有外部时钟组件的成本，有助于减少主板空间，提高系统可靠性。
从市场应用前景分析，结构紧凑、高集成度的MC9S08QD4 提供了飞思卡尔丰富的外设与HCS08 内核卓越性能的多功能组合，包括更长的电池寿命、业界领先的FLASH 技术以及创新的开发支持。MC9S08QD4为无线通讯、手持式设备、小家电、玩具、基于ZigBee简化媒体访问控制层（SMAC）等对功耗和尺寸要求较高的应用提供了出色的解决方案。当设计人员需要扩展功能时，QD4可提供强大的支持环境并在飞思卡尔MCU系列内进行针脚兼容的迁移。QD4的针脚可兼容超低端MC9RS08KA2及高度集成的MC9S08QG8微控制器。共享外围设备和通用开发工具使工程师可以轻松而快速地利用以往的设计，帮助工程师设计更为广泛的嵌入式应用
加快系统开发
为了帮助客户加快并简化开发工作，飞思卡尔还提供CodeWarrior Development Studio的免费特殊版本。该版本提供MC9S08QD4基于S08内核产品的编译和调试，支持在DEMO9S08QD4演示板" title="演示板">演示板上进行仿真调试。CodeWarrior Development Studio不仅限于基本的代码生成和调试，还可利用这些工具来简化应用设计。它带有直观、先进的项目管理器和构建系统、高度优化编译器、图形源代码级调试器、集成的配置文件生成功能和芯片模拟器等。
DEMO9S08QD4演示板如图2 所示。
图2:DEMO9S08QD4演示板。
采用集成于板上的编程/调试工具 (USB-BDM) 以及附带的配套软件 (CodeWarrior ) 可以使应用开发变得简单而轻松。另有一个32针的接插件可以将DEMO9S08QD4演示板连接到扩展的评估环境中。
在市场对技术要求越来越高的今天，为适应控制器系列产品的迅猛发展势头，飞思卡尔将继续扩大其MCU产品系列，提供多种性价比选择。飞思卡尔开发QD4的目的是在4K闪存级别提供更多功能和更高灵活性，帮助开发商在当今竞争激烈的消费电子和工业控制市场上开发价位极具吸引力的嵌入式应用。