Display-Ansteuerung 8-Bit-MCU für bis zu 160 Segmente

Mit der MC9S08LC60-Familie (LC60) stellt Freescale seine ersten S08-basierten Mikroconroller mit integriertem Flashspeicher vor, die ein Modul für die LCD-Ansteuerung sowie eine interne Ladungspumpe beinhalten.

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Mit der LC60-Familie will Freescale die Anforderungen tragbarer Handheld- und Industriegeräte in Sachen Displayfunktion, Stromaufnahme, Speicherbedarf und Kommunikationsoptionen erfüllen. Die Bausteine unterstützen Displays mit bis zu 160 (4 × 40) Segmenten und bieten Flexibilität bei der Applikationsentwicklung, u.a. in den Bereichen tragbare Medizinelektronik, Thermostate, Heimtrainer, Diagnosegeräte, Rechner, Verbrauchszähler, Wecker, Spielzeuge, Kameras oder andere Konsumelektronikgeräte.

„Entwickler von Handheldgeräten und elektronischen Verbrauchszählern suchen laufend neue Möglichkeiten, wie sie ihre LCDs ansteuern, gleichzeitig aber den Energiebedarf minimieren können“, erklärte Hans-Peter Heigl, Director Field Applications Engineering EMEA bei Freescale. Mit den 8-Bit-LC60-MCUs stehe laut Heigl eine SOC-Lösung bereit, die einerseits LCD-Anwendungen mit hoher Segmentzahl unterstützt, sich andererseits aber Strom sparend betreiben lässt.

Der S08-MCU-Kern wird mit 1,8 bis 3,6 V betrieben und bildet zusammen mit einem LCD-Ansteuerungsmodul, Kommunikationsperipherie, zwei Flash-Arrays und einem programmierbaren Timer eine konfigurierbare Single-Chip-Lösung. Externe Displaytreiber, Speicher- und Timingkomponenten können somit weitgehend und externes EEPROM kann ganz entfallen.

Vielseitige LCD-Ansteuerung

Die LCD-Ansteuerung der LC60-Familie unterstützt sowohl 3- als auch 5V-Glas-LCDs, womit Entwickler das ideale Glas in Bezug auf Displayqualität, Systemkosten, Bauteilkosten und Stromaufnahme aussuchen können. „Dank einer internen Ladungspumpe kann die Anwendung mit nur einer Betriebsspannung, mit zwei Betriebsspannungen für anhaltenden Kontrast oder einer speziell auf bestimmte Anforderungen zugeschnittenen Kontraststeuerung betrieben werden“, so Heigl, „die Integration von LCD-Ansteuerung und Ladungspumpe bedeutet letztlich weniger externe Komponenten, geringere Kosten für das Gesamtsystem, eine insgesamt geringere Stromaufnahme und kürzere Entwicklungszeiten.“

Die LCD-Ansteuerung unterstützt bis zu 160 Segmente, ohne dass zusätzliche Kosten für Punktmatrix- oder „Chip-on-Glass“-Funktionen anfallen. Der LC60 im 80-poligen Gehäuse steuert Displays mit 4 × 40 oder 3 × 41 Segmenten an, einschließlich alphanumerische Displays mit bis zu 16 Zeichen. Darüber hinaus lassen sich Zahlen, Text und Symbole auf dem Display auf einfache Weise nahezu beliebig mischen.

Die LCD-Ansteuerung lässt sich so konfigurieren, dass das Display sogar funktioniert, wenn der MCU-Kern in den STOP- oder SLEEP-Modus geschaltet wird. Das Blinken einzelner Segmente im STOP-Modus ist eine neuartige Funktion, mit deren Hilfe sich der Leistungsbedarf des Gesamtsystems reduzieren und die Batterielebensdauer verlängern lassen.

Die LC60-Familie verfügt über zwei Flashspeicherblöcke, so dass sich EEPROM emulieren lässt. Externes EEPROM kann somit entfallen, was sich wiederum günstig auf Systemkosten und Layoutfläche auswirkt. Dank der beiden Flashblöcke ist es möglich, Code in einem Block weiter auszuführen, während der andere Block gerade programmiert oder gelöscht wird. Auf dem Chip integrierte Schnittstellen wie SPI (Serial Peripheral Interface), SCI (Serial Communications Interface) und I2C (Inter-IC) vereinfachen die Anbindung der LC60-MCUs an externe Messschaltungen oder an ZigBee-fähige Module für eine Kommunikation über Funk.

Entwicklungswerkzeuge

Für die LC60-Familie stehen u.a. folgende Tools zur Verfügung: das Applikationsentwicklungswerkzeug Processor Expert, die CodeWarrior Special Edition für HC(S)08/RS08, ein Demoboard, Compiler, Debugger, ein Initialisierungstool, Muster, Dokumentation und Applikationsschriften für das Demoboard. Ein für die LC60-Familie entwickeltes Demokit beinhaltet alle für die Entwicklung und Evaluierung von Applikationscode benötigten Komponenten, darunter auch ein integriertes Background Debug Modul (BDM) und ein Glas-LCD-Display, mit dem sich LCD-Segmente wie in einem wirklichen Applikationsumfeld demonstrieren lassen.

Die S08-Architektur

Die S08-Architektur von Freescale zeichnet sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit und Stromspareigenschaften aus, wie sie in kostensensitiven 8-Bit Embedded-Anwendungen vorausgesetzt werden. Die auf einer Freescale-eigenen 0,25-µm-Prozesstechnologie gefertigte S08-Architektur wurde mit einer Reihe von Leistungsmanagementmodi ausgestattet und so für einen Energie sparenden Betrieb konzipiert. Die auf S08-Kernen basierenden MCUs bieten u.a. auch integrierten Flashspeicher und RAM, mehrere serielle Kommunikationsschnittstellen, einen auf dem Chip integrierten In-Circuit-Emulator (ICE) und Analogfunktionen.

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