NXP Semiconductors MC9S12XS256, MC9S12XS128, MC9S12XS64 Reference Manual

MC9S12XS256 Reference Manual

Covers MC9S12XS Family MC9S12XS256 MC9S12XS128 MC9S12XS64

HCS12 Microcontrollers

MC9S12XS256RMV1 Rev. 1.13 08/2012

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flash (FTMR) module sections to cover the whole family. A full list of family members and options is included in the appendices.

This document contains information forall constituent modules, with the exception of the CPU. For CPU information please refer to CPU12XV1 in the CPU12/CPU12X Reference Manual.

Revision History

Date

November,

2010

Jul, 2011 1.12

Aug, 2012 1.13

Revision

Level

1.11

Description

Updated Chapter 3 Memory Mapping Control (S12XMMCV4) Updated Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network

(S12MSCANV3)

Updated Chapter 14 Serial Communication Interface (S12SCIV5) Updated footnotes on table 1-2 Updated note in Appendix F Ordering Information

Corrected API accuracy in feature list Corrected name of pin #27 in 80QFP pinout (PE5->PE4) Updated Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1) Updated Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network

(S12MSCANV3)

Updated Chapter 4 Interrupt (S12XINTV2) Updated Chapter 8 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1) Updated V

Minor editorial corrections in:

Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1) Chapter 5 Background Debug Module (S12XBDMV2) Chapter 6 S12X Debug (S12XDBGV3) Module

max. voltage in Appendix A Electrical Characteristics

DDF

Chapter 1 Device Overview S12XS Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

Chapter 3 Memory Mapping Control (S12XMMCV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127

Chapter 4 Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151

Chapter 5 Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169

Chapter 6 S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195

Chapter 7 Security (S12XS9SECV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231

Chapter 8 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1) . . . . . . . . . . . . . . .237

Chapter 9 Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267

Chapter 10 Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271

Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3) . . . . . .295

Chapter 12 Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349

Chapter 13 Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365

Chapter 14 Serial Communication Interface (S12SCIV5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397

Chapter 15 Serial Peripheral Interface (S12SPIV5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435

Chapter 16 Timer Module (TIM16B8CV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .461

Chapter 17 Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489

Chapter 18 256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .507

Chapter 19 128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .557

Chapter 20 64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .607

Appendix A Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .657

Appendix B Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .698

Appendix C PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .708

Appendix D Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .712

Appendix E Detailed Register Address Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .713

Appendix F Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .735

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 3

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

4 Freescale Semiconductor

Chapter 1

Device Overview S12XS Family

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.1.4 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.1.5 Address Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

1.1.6 Detailed Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.1.7 Part ID Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

1.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.2.1 Device Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.2.2 Pin Assignment Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

1.2.3 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.2.4 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

1.3 System Clock Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.4.1 Chip Conﬁguration Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.4.2 Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

1.4.3 Freeze Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.6 Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.6.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.6.2 Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.6.3 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

1.7 ATD0 Conﬁguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.7.1 External Trigger Input Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.7.2 ATD0 Channel[17] Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.8 VREG Conﬁguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.8.1 Temperature Sensor Conﬁguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.9 BDM Clock Conﬁguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

1.10 Oscillator Conﬁguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Chapter 2

Port Integration Module (S12XSPIMV1)

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 5

2.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

2.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73

2.3.3 Port A Data Register (PORTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2.3.4 Port B Data Register (PORTB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2.3.5 Port A Data Direction Register (DDRA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.3.6 Port B Data Direction Register (DDRB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.3.7 PIM Reserved Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2.3.8 Port E Data Register (PORTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2.3.9 Port E Data Direction Register (DDRE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

2.3.10 Ports ABEK, BKGD pin Pull-up Control Register (PUCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2.3.11 Ports ABEK Reduced Drive Register (RDRIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

2.3.12 ECLK Control Register (ECLKCTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2.3.13 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2.3.14 IRQ Control Register (IRQCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.3.15 PIM Reserved Register PIMTEST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.3.16 Port K Data Register (PORTK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.3.17 Port K Data Direction Register (DDRK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.3.18 Port T Data Register (PTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

2.3.19 Port T Input Register (PTIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

2.3.20 Port T Data Direction Register (DDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2.3.21 Port T Reduced Drive Register (RDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2.3.22 Port T Pull Device Enable Register (PERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.3.23 Port T Polarity Select Register (PPST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.3.24 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

2.3.25 Port T Routing Register (PTTRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

2.3.26 Port S Data Register (PTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

2.3.27 Port S Input Register (PTIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.3.28 Port S Data Direction Register (DDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2.3.29 Port S Reduced Drive Register (RDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

2.3.30 Port S Pull Device Enable Register (PERS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

2.3.31 Port S Polarity Select Register (PPSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2.3.32 Port S Wired-Or Mode Register (WOMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2.3.33 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.3.34 Port M Data Register (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.3.35 Port M Input Register (PTIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

2.3.36 Port M Data Direction Register (DDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

2.3.37 Port M Reduced Drive Register (RDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

2.3.38 Port M Pull Device Enable Register (PERM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

2.3.39 Port M Polarity Select Register (PPSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

2.3.40 Port M Wired-Or Mode Register (WOMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

2.3.41 Module Routing Register (MODRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

2.3.42 Port P Data Register (PTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.3.43 Port P Input Register (PTIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

2.3.44 Port P Data Direction Register (DDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

2.3.45 Port P Reduced Drive Register (RDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

6 Freescale Semiconductor

2.3.46 Port P Pull Device Enable Register (PERP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

2.3.47 Port P Polarity Select Register (PPSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

2.3.48 Port P Interrupt Enable Register (PIEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

2.3.49 Port P Interrupt Flag Register (PIFP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

2.3.50 Port H Data Register (PTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

2.3.51 Port H Input Register (PTIH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

2.3.52 Port H Data Direction Register (DDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

2.3.53 Port H Reduced Drive Register (RDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

2.3.54 Port H Pull Device Enable Register (PERH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

2.3.55 Port H Polarity Select Register (PPSH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

2.3.56 Port H Interrupt Enable Register (PIEH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

2.3.57 Port H Interrupt Flag Register (PIFH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

2.3.58 Port J Data Register (PTJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

2.3.59 Port J Input Register (PTIJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.3.60 Port J Data Direction Register (DDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.3.61 Port J Reduced Drive Register (RDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

2.3.62 Port J Pull Device Enable Register (PERJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

2.3.63 Port J Polarity Select Register (PPSJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

2.3.64 Port J Interrupt Enable Register (PIEJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

2.3.65 Port J Interrupt Flag Register (PIFJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

2.3.66 Port AD0 Data Register 0 (PT0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

2.3.67 Port AD0 Data Register 1 (PT1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

2.3.68 Port AD0 Data Direction Register 0 (DDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

2.3.69 Port AD0 Data Direction Register 1 (DDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

2.3.70 Port AD0 Reduced Drive Register 0 (RDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

2.3.71 Port AD0 Reduced Drive Register 1 (RDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

2.3.72 Port AD0 Pull Up Enable Register 0 (PER0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

2.3.73 Port AD0 Pull Up Enable Register 1 (PER1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.3.74 PIM Reserved Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

2.4.3 Pins and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2.4.4 Pin interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

2.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

2.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Chapter 3

Memory Mapping Control (S12XMMCV4)

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3.1.1 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

3.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

3.1.3 S12X Memory Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 7

3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

3.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

3.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

3.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

3.4.1 MCU Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

3.4.2 Memory Map Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

3.4.3 Chip Bus Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

3.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

3.5.1 CALL and RTC Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Chapter 4

Interrupt (S12XINTV2)

4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

4.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

4.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

4.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

4.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

4.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

4.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

4.4.1 S12X Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

4.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

4.4.3 XGATE Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

4.4.4 Priority Decoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

4.4.5 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.4.6 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Chapter 5

Background Debug Module (S12XBDMV2)

5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

5.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

5.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

5.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

5.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

5.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

5.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

5.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

8 Freescale Semiconductor

5.3.3 Family ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

5.4.2 Enabling and Activating BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

5.4.3 BDM Hardware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

5.4.4 Standard BDM Firmware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

5.4.5 BDM Command Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

5.4.6 BDM Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.4.7 Serial Interface Hardware Handshake Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

5.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

5.4.9 SYNC — Request Timed Reference Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

5.4.10 Instruction Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

5.4.11 Serial Communication Time Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Chapter 6

S12X Debug (S12XDBGV3) Module

6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

6.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

6.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

6.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

6.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

6.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

6.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

6.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

6.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

6.4.1 S12XDBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

6.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

6.4.3 Trigger Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

6.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

6.4.5 Trace Buffer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

6.4.6 Tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

6.4.7 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Chapter 7

Security (S12XS9SECV2)

7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

7.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

7.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

7.1.3 Securing the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

7.1.4 Operation of the Secured Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

7.1.5 Unsecuring the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

7.1.6 Reprogramming the Security Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

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7.1.7 Complete Memory Erase (Special Modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

Chapter 8

S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1)

8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

8.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

8.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

8.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

8.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

8.2.1 V

8.2.2

RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

DDPLL

, V

SSPLL

8.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

8.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

8.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

8.4.1 Functional Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

8.4.2 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

8.4.3 Low Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

8.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

8.5.1 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

8.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

8.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Chapter 9

Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2)

9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

9.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

9.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

9.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

9.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

9.2.1 V

DDPLL

and V

— Operating and Ground Voltage Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

SSPLL

9.2.2 EXTAL and XTAL — Input and Output Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

9.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

9.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

9.4.1 Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

9.4.2 Clock Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

9.4.3 Wait Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

9.4.4 Stop Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

Chapter 10

Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1)

10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

10.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

10.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

10 Freescale Semiconductor

10.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

10.1.4 Block Diagram of Input structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

10.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

10.2.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

10.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

10.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

10.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

10.4.1 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

10.4.2 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

10.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

10.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

Chapter 11

Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3)

11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

11.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

11.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

11.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

11.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

11.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

11.2.1 RXCAN — CAN Receiver Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

11.2.2 TXCAN — CAN Transmitter Output Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

11.2.3 CAN System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

11.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

11.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

11.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

11.3.3 Programmer’s Model of Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

11.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

11.4.2 Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

11.4.3 Identiﬁer Acceptance Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

11.4.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

11.4.5 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

11.4.6 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

11.4.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

11.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

11.5.1 MSCAN initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

11.5.2 Bus-Off Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

Chapter 12

Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV1)

12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

12.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 11

12.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

12.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

12.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

12.3 Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

12.4.1 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

12.4.2 Interrupt Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

12.4.3 Hardware Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.5 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.5.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.5.2 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.5.3 Flag Clearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

Chapter 13

Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1)

13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

13.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

13.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

13.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

13.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

13.2.1 PWM7 — PWM Channel 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.2 PWM6 — PWM Channel 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.3 PWM5 — PWM Channel 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.4 PWM4 — PWM Channel 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.5 PWM3 — PWM Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.6 PWM3 — PWM Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.7 PWM3 — PWM Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.2.8 PWM3 — PWM Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

13.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

13.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

13.4.1 PWM Clock Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

13.4.2 PWM Channel Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

13.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

13.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

Chapter 14

Serial Communication Interface (S12SCIV5)

14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

14.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

14.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

12 Freescale Semiconductor

14.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

14.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

14.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

14.2.1 TXD — Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

14.2.2 RXD — Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

14.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

14.3.1 Module Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

14.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

14.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

14.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

14.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

14.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

14.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

14.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

14.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

14.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

14.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

14.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

14.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

14.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432

14.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

14.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

Chapter 15

Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)

15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

15.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

15.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

15.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

15.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436

15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

15.2.1 MOSI — Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

15.2.2 MISO — Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

15.2.3

15.2.4 SCK — Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

15.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

15.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

15.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439

15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

15.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

15.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

15.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

15.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455

15.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456

SS — Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 13

15.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457

15.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

Chapter 16

Timer Module (TIM16B8CV2)

16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

16.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

16.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

16.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.1 IOC7 — Input Capture and Output Compare Channel 7 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.2 IOC6 — Input Capture and Output Compare Channel 6 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.3 IOC5 — Input Capture and Output Compare Channel 5 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.4 IOC4 — Input Capture and Output Compare Channel 4 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.5 IOC3 — Input Capture and Output Compare Channel 3 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.6 IOC2 — Input Capture and Output Compare Channel 2 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

16.2.7 IOC1 — Input Capture and Output Compare Channel 1 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

16.2.8 IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 0 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

16.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

16.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

16.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483

16.4.1 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

16.4.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

16.4.3 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

16.4.4 Pulse Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

16.4.5 Event Counter Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

16.4.6 Gated Time Accumulation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

16.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

16.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

16.6.1 Channel [7:0] Interrupt (C[7:0]F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

16.6.2 Pulse Accumulator Input Interrupt (PAOVI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

16.6.3 Pulse Accumulator Overﬂow Interrupt (PAOVF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

16.6.4 Timer Overﬂow Interrupt (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

Chapter 17

Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1)

17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

17.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

17.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

17.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

17.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

17.2.1 VDDR — Regulator Power Input Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

17.2.2 VDDA, VSSA — Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

14 Freescale Semiconductor

17.2.3 VDD, VSS — Regulator Output1 (Core Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

17.2.4 VDDF — Regulator Output2 (NVM Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

17.2.5 VDDPLL, VSSPLL — Regulator Output3 (PLL) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

17.2.6 VDDX — Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

17.2.7 V

17.2.8 V

REGEN REG_API

— Optional Regulator Enable Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

— Optional Autonomous Periodical Interrupt Output Pin . . . . . . . . . . . . . . 493

17.3 Memory Map and Register Deﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

17.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

17.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

17.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.2 Regulator Core (REG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.3 Low-Voltage Detect (LVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.4 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.5 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

17.4.6 HTD - High Temperature Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

17.4.7 Regulator Control (CTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

17.4.8 Autonomous Periodical Interrupt (API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

17.4.9 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

17.4.10Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

17.4.11Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

Chapter 18

256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1)

18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

18.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

18.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

18.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509

18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510

18.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510

18.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

18.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514

18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535

18.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535

18.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540

18.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553

18.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

18.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

18.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

18.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

18.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

18.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

18.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 15

Chapter 19

128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1)

19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557

19.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558

19.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558

19.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560

19.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560

19.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561

19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564

19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585

19.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585

19.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590

19.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603

19.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

19.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

19.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

19.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

19.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 605

19.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

19.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

Chapter 20

64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1)

20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607

20.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

20.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

20.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610

20.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610

20.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

20.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

20.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615

20.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635

20.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635

20.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640

20.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

20.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

20.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

20.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

20.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

20.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

20.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

20.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

16 Freescale Semiconductor

Appendix A

Electrical Characteristics

A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

A.1.1 Parameter Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

A.1.2 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

A.1.3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658

A.1.4 Current Injection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

A.1.5 Absolute Maximum Ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

A.1.6 ESD Protection and Latch-up Immunity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660

A.1.7 Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661

A.1.8 Power Dissipation and Thermal Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662

A.1.9 I/O Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666

A.1.10 Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669

A.2 ATD Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

A.2.1 ATD Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

A.2.2 Factors Influencing Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

A.2.3 ATD Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675

A.3 NVM, Flash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

A.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

A.3.2 NVM Reliability Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683

A.4 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685

A.5 Output Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.5.1 Resistive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.5.2 Capacitive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.5.3 Chip Power-up and Voltage Drops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.6 Reset, Oscillator and PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688

A.6.1 Startup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688

A.6.2 Oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690

A.6.3 Phase Locked Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691

A.7 MSCAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693

A.8 SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

A.8.1 Master Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

A.8.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696

Appendix B

Package Information

B.1 112-pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699

B.2 80-Pin QFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702

B.3 64-Pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705

Appendix C

PCB Layout Guidelines

C.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708

C.1.1 112-Pin LQFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 17

C.1.2 80-Pin QFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710

C.1.3 64-Pin LQFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711

Appendix D

Derivative Differences

D.1 Memory Sizes and Package Options S12XS family. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712

Appendix E

Detailed Register Address Map

E.1 Detailed Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713

Appendix F

Ordering Information

F.1 Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

18 Freescale Semiconductor

Chapter 1 Device Overview S12XS Family

1.1 Introduction

The new S12XS family of 16-bit micro controllers is a compatible, reduced version of the S12XE family. These families provide an easy approach to develop common platforms from low-end to high-end applications, minimizing the redesign of software and hardware.

Targeted at generic automotive applications and CAN nodes, some typical examples of these applications are: Body Controllers, Occupant Detection, Door Modules, RKE Receivers, Smart Actuators, Lighting Modules and Smart Junction Boxes amongst many others.

The S12XS family retains many of the features of the S12XE family including Error Correction Code (ECC) on Flash memory, a separate Data-Flash Module for code or data storage, a Frequency Modulated Locked Loop (IPLL) that improves the EMC performance and a fast ATD converter.

S12XS family delivers 32-bit performance with all the advantages and efﬁciencies of a 16-bit MCU while retaining the low cost, power consumption, EMC and code-size efﬁciency advantages currently enjoyed by users of Freescale’s existing 16-bit S12 and S12X MCU families. Like members of other S12X families, the S12XS family runs 16-bit wide accesses without wait states for all peripherals and memories.

The S12XS family is available in 112-pin LQFP, 80-pin QFP, 64-pin LQFP package options and maintains a high level of pin compatibility with the S12XE family. In addition to the I/O ports available in each module, up to 18 further I/O ports are available with interrupt capability allowing Wake-Up from stop or wait modes.

The peripheral set includes MSCAN, SPI, two SCIs, an 8-channel 24-bit periodic interrupt timer, 8channel 16-bit Timer, 8-channel PWM and up to 16- channel 12-bit ATD converter.

Software controlled peripheral-to-port routing enables access to a ﬂexible mix of the peripheral modules in the lower pin count package options.

1.1.1 Features

Features of the S12XS Family are listed here. Please see Table D-1 for memory options and Table D-2 for the peripheral features that are available on the different family members.

• 16-bit CPU12X — Upward compatible with S12 instruction set with the exception of ﬁve Fuzzy instructions

(MEM, WAV, WAVR, REV, REVW) which have been removed — Enhanced indexed addressing — Access to large data segments independent of PPAGE

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 19

Device Overview S12XS Family

• INT (interrupt module) — Seven levels of nested interrupts — Flexible assignment of interrupt sources to each interrupt level. — External non-maskable high priority interrupt (XIRQ) — The following inputs can act as Wake-up Interrupts

– IRQ and non-maskable XIRQ – CAN receive pins – SCI receive pins – Depending on the package option up to 20 pins on ports J, H and P conﬁgurable as rising or

falling edge sensitive

• MMC (module mapping control)

• DBG (debug module) — Monitoring of CPU bus with tag-type or force-type breakpoint requests — 64 x 64-bit circular trace buffer captures change-of-ﬂow or memory access information

• BDM (background debug mode)

• OSC_LCP (oscillator) — Low power loop control Pierce oscillator utilizing a 4MHz to 16MHz crystal — Good noise immunity — Full-swing Pierce option utilizing a 2MHz to 40MHz crystal — Transconductance sized for optimum start-up margin for typical crystals

• IPLL (Internally ﬁltered, frequency modulated phase-locked-loop clock generation) — No external components required — Conﬁgurable option to spread spectrum for reduced EMC radiation (frequency modulation)

• CRG (clock and reset generation) — COP watchdog — Real time interrupt — Clock monitor — Fast wake up from STOP in self clock mode

• Memory Options — 64, 128 and 256 Kbyte Flash — Flash General Features

– 64 data bits plus 8 syndrome ECC (Error Correction Code) bits allow single bit failure

correction and double fault detection – Erase sector size 1024 bytes – Automated program and erase algorithm – Protection scheme to prevent accidental program or erase – Security option to prevent unauthorized access – Sense-amp margin level setting for reads

— 4 and 8 Kbyte Data Flash space

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

20 Freescale Semiconductor

Device Overview S12XS Family

– 16 data bits plus 6 syndrome ECC (Error Correction Code) bits allow single bit failure

correction and double fault detection – Erase sector size 256 bytes – Automated program and erase algorithm

— 4, 8 and 12 Kbyte RAM

• 16-channel, 12-bit Analog-to-Digital converter — 8/10/12 Bit resolution —3µs, 10-bit single conversion time — Left or right justiﬁed result data — External and internal conversion trigger capability — Internal oscillator for conversion in Stop modes — Wake from low power modes on analog comparison > or <= match — Continuous conversion mode — Multiplexer for 16 analog input channels — Multiple channel scans — Pins can also be used as digital I/O

• MSCAN (1 M bit per second, CAN 2.0 A, B software compatible module) — 1 Mbit per second, CAN 2.0 A, B software compatible module

– Standard and extended data frames – 0 - 8 bytes data length – Programmable bit rate up to 1 Mbps

— Five receive buffers with FIFO storage scheme — Three transmit buffers with internal prioritization — Flexible identiﬁer acceptance ﬁlter programmable as:

– 2 x 32-bit – 4 x 16-bit – 8 x 8-bit

— Wake-up with integrated low pass ﬁlter option — Loop back for self test — Listen-only mode to monitor CAN bus — Bus-off recovery by software intervention or automatically — 16-bit time stamp of transmitted/received messages

• TIM (standard timer module) — 8 x 16-bit channels for input capture or output compare — 16-bit free-running counter with 8-bit precision prescaler — 1 x 16-bit pulse accumulator

• PIT (periodic interrupt timer) — Up to four timers with independent time-out periods — Time-out periods selectable between 1 and 2

bus clock cycles

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 21

Device Overview S12XS Family

— Time-out interrupt and peripheral triggers — Start of timers can be aligned

• Up to 8 channel x 8-bit or 4 channel x 16-bit Pulse Width Modulator — Programmable period and duty cycle per channel — Center- or left-aligned outputs — Programmable clock select logic with a wide range of frequencies

• Serial Peripheral Interface Module (SPI) — Conﬁgurable for 8 or 16-bit data size — Full-duplex or single-wire bidirectional — Double-buffered transmit and receive — Master or Slave mode — MSB-ﬁrst or LSB-ﬁrst shifting — Serial clock phase and polarity options

• Two Serial Communication Interfaces (SCI) — Full-duplex or single wire operation — Standard mark/space non-return-to-zero (NRZ) format — Selectable IrDA 1.4 return-to-zero-inverted (RZI) format with programmable pulse widths — 13-bit baud rate selection — Programmable character length — Programmable polarity for transmitter and receiver — Receive wakeup on active edge — Break detect and transmit collision detect supporting LIN

• On-Chip Voltage Regulator — Two parallel, linear voltage regulators with bandgap reference — Low-voltage detect (LVD) with low-voltage interrupt (LVI) — Power-on reset (POR) circuit — Low-voltage reset (LVR)

• Low-power wake-up timer (API) — Internal oscillator driving a down counter — Trimmable to +/-5% accuracy — Time-out periods range from 0.2ms to ~13s with a 0.2ms resolution

• Input/Output — Up to 91 general-purpose input/output (I/O) pins depending on the package option and 2 input-

only pins — Hysteresis and conﬁgurable pull up/pull down device on all input pins — Conﬁgurable drive strength on all output pins

• Package Options — 112-pin low-proﬁle quad ﬂat-pack (LQFP) — 80-pin quad ﬂat-pack (QFP)

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

22 Freescale Semiconductor

— 64-pin low-proﬁle quad ﬂat-pack (LQFP)

• Operating Conditions — Wide single Supply Voltage range 3.135 V to 5.5 V at full performance

– Separate supply for internal voltage regulator and I/O allow optimized EMC ﬁltering

— 40MHz maximum CPU bus frequency — Ambient temperature range –40°C to 125°C — Temperature Options:

– –40°C to 85°C – –40°C to 105°C – –40°C to 125°C

1.1.2 Modes of Operation

Operating modes:

• Normal single-chip mode

• Special single-chip mode with active background debug mode

NOTE

Device Overview S12XS Family

This chip family does not support external bus modes.

Low-power modes:

• System stop modes — Pseudo stop mode — Full stop mode with fast wake-up option

• System wait mode

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 23

Device Overview S12XS Family

1.1.3 Block Diagram

Figure 1-1 shows a block diagram of the S12XS Family devices

PE0 PE1 PE2 PE3 PE4 PE5 PE6 PE7

PA[7:0]

PB[7:0]

PK[7,5:0]

VDDR

VDD

VDDF

VDDPLL

BKGD

EXTAL

XTAL

RESET

TEST

Single-wire Background

Debug Module

Amplitude Controlled Low Power Pierce or

Full drive Pierce

Oscillator

PLL with Frequency

Modulation option

Reset Generation

and Test Entry

XIRQ IRQ

ECLK

PTE

XCLKS/ECLKX2

PTA

PTB

PTK

64, 128, 256 Kbytes Flash

4, 8, 12 Kbytes RAM

4, 8 Kbytes Data Flash

Voltage Regulator

CPU12X

Debug Module

4 address breakpoints

2 data breakpoints

512 Byte Trace Buffer

Clock Monitor

COP Watchdog

Periodic Interrupt

Async. Periodic Int.

PIT

4ch 24-bit Timer

Multilevel

Interrupt Module

ATD

8/10/12-bit 16-channel Analog-Digital Converter

TIM

16-bit 8 channel Timer

PWM

8-bit 8 channel Pulse Width Modulator

CAN0 msCAN 2.0B

SCI0 Asynchronous Serial IF SCI1 Asynchronous Serial IF SPI0

Synchronous Serial IF

AN[15:0]

IOC0 IOC1 IOC2 IOC3 IOC4 IOC5 IOC6 IOC7

PWM0 PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 PWM6 PWM7

RXCAN

TXCAN

RXD

TXD

RXD

TXD MISO MOSI

SCK

VDDA VSSA

VRH VRL

PAD[15:0]

PTAD

PT0 PT1 PT2 PT3 PT4

PTT

PT5 PT6 PT7

PP0 PP1 PP2 PP3 PP4 PP5 PP6

PTP (Wake-Up Int)

PP7

PM0 PM1 PM2 PM3 PM4

PTM

PM5 PM6 PM7

PS0 PS1 PS2 PS3 PS4

PTS

PS5 PS6 PS7

PH0 PH1 PH2 PH3 PH4 PH5 PH6

PTH (Wake-up Int)

PH7

PJ0 PJ1

PJ6

PTJ (Wake-up Int)

PJ7

Figure 1-1. S12XS Family Block Diagram

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

24 Freescale Semiconductor

1.1.4 Device Memory Map

Table 1-1 shows the device register memory map.

Table 1-1. Device Register Memory Map

Device Overview S12XS Family

Address Module

0x0000–0x0009 PIM (port integration module 0x000A–0x000B MMC (memory map control) 2 0x000C–0x000D PIM (port integration module) 2 0x000E–0x000F Reserved 2

0x0010–0x0017 MMC (memory map control) 8

0x0018–0x0019 Reserved 2 0x001A–0x001B Device ID register 2 0x001C–0x001F PIM (port integration module) 4

0x0020–0x002F DBG (debug module) 16

0x0030–0x0031 Reserved 2

0x0032–0x0033 PIM (port integration module) 2

0x0034–0x003F ECRG (clock and reset generator) 12

0x0040–0x006F TIM (timer module) 48 0x0070–0x00C7 Reserved 88

0x00C8–0x00CF SCI0 (serial communications interface) 8 0x00D0–0x00D7 SCI1 (serial communications interface) 8

) 10

Size

(Bytes)

0x00D8–0x00DF SPI0 (serial peripheral interface) 8

0x00E0–0x00FF Reserved 32

0x0100–0x0113 FTMR control registers 20

0x0114–0x011F Reserved 12

0x0120–0x012F INT (interrupt module) 16

0x0130–0x013F Reserved 16

0x0140–0x017F CAN0 64

0x0180–0x023F Reserved 192

0x0240–0x027F PIM (port integration module) 64 0x0280–0x02BF Reserved 64

0x02C0–0x02EF ATD0 (analog-to-digital converter 12 bit 16-channel) 48

0x02F0–0x02F7 Voltage regulator 8 0x02F8–0x02FF Reserved 8

0x0300–0x0327 PWM (pulse-width modulator 8 channels) 40

0x0328–0x033F Reserved 24

0x0340–0x0367 PIT (periodic interrupt timer) 40

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 25

Device Overview S12XS Family

Table 1-1. Device Register Memory Map (continued)

Address Module

0x0368–0x07FF Reserved 1176

Size

(Bytes)

NOTE

Reserved register space shown in Table 1-1 is not allocated to any module. This register space is reserved for future use. Writing to these locations has no effect. Read access to these locations returns zero.

1.1.5 Address Mapping

Figure 1-2 shows S12XS CPU and BDM local address translation to the global memory map. It indicates

also the location of the internal resources in the memory map.

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

26 Freescale Semiconductor

Device Overview S12XS Family

CPU and BDM Local Memory Map

0x0000 0x0800 0x0C00

0x1000 0x2000

0x4000

2K REGISTERS

1K DFLASH window

Reserved

4K RAM window

8K RAM

Unpaged

16K FLASH

EPAGE

RPAGE

0x00_0000 0x00_07FF

RAM_LOW

0x0F_FFFF

DF_HIGH

0x13_FFFF

Global Memory Map

2K REGISTERS

Unimplemented

RAM

RAMSIZE

DFLASH

Resources

0x8000

0xC000

0xFFFF

16K FLASH window

Unpaged

16K FLASH

Vectors

Unimplemented

PPAGE

0x3F_FFFF

Unimplemented

FLASH_LOW

0x7F_FFFF

Figure 1-2. S12XS Family Global Memory Map

Space

FLASH

FLASHSIZE

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 27

Device Overview S12XS Family

Accessing the reserved area in the range of 0x0C00 to 0x0FFF will return undeﬁned data values.

A CPU access to any unimplemented space causes an illegal address reset.

The range between 0x10_0000 and 0x13_FFFF is mapped to DFLASH (Data Flash). The DFLASH block sizes are listed in Table 1-2.

Table 1-2. Derivative Dependent Memory Parameters of Device Internal Resources

Device FLASH_LOW

S12XS256 0x7C_0000 256K / 16 0x0F_D000 12K / 3 0x10_1FFF 8K / 8 S12XS128 0x7E_0000 128K / 8 0x0F_E000 8K / 2 0x10_1FFF 8K / 8

S12XS64 0x7F_0000 64K / 4 0x0F_F000 4K / 1 0x10_0FFF 4K / 4

Number of 16K pages addressable via PPAGE register

Number of 4K pages addressing the RAM via PPAGE register

Number of 1K pages addressing the DFLASH via the EPAGE register starting upwards from 0x00

SIZE/

PPAGE

RAM_LOW

SIZE/

RPAGE

DF_HIGH

SIZE/

EPAGE

1.1.6 Detailed Register Map

The detailed register map is listed in the appendix of the reference manual.

1.1.7 Part ID Assignments

The part ID is located in two 8-bit registers PARTIDH and PARTIDL (addresses 0x001A and 0x001B). The read-only value is a unique part ID for each revision of the chip. Table 1-3 shows the assigned part ID number and Mask Set number.

The Version ID is a word located in a ﬂash information row at 0x40_00E8. The version ID number indicates a speciﬁc version of internal NVM variables used to patch NVM errata. The default is no patch (0xFFFF).

Table 1-3. Assigned Part ID Numbers

Device Mask Set Number Part ID

MC9S12XS256 0M05M $C0C0 0xFFFF MC9S12XS128 0M04M $C1C0 0xFFFF

1M04M $C1C1 0xFFFF

MC9S12XS64 0M04M $C1C0 0xFFFF

1M04M $C1C1 0xFFFF

The coding is as follows:

Bit 15-12: Major family identiﬁer Bit 11-6: Minor family identiﬁer Bit 5-4: Major mask set revision number including FAB transfers Bit 3-0: Minor — non full — mask set revision

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

28 Freescale Semiconductor

Version ID

Device Overview S12XS Family

1.2 Signal Description

This section describes signals that connect off-chip. It includes a pinout diagram, a table of signal properties, and detailed discussion of signals. It is built from the signal description sections of the individual IP blocks on the device.

1.2.1 Device Pinout

The XS family of devices offers pin-compatible packaged devices to assist with system development and accommodate expansion of the application.

The S12XS family devices are offered in the following package options:

• 112-pin LQFP

• 80-pin QFP

• 64-pin LQFP

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

Freescale Semiconductor 29

Device Overview S12XS Family

PP4/KWP4/PWM4

PP5/KPW5/PWM5

PP6/KWP6/PWM6

PP7/KWP7/PWM7

PK7

VDDX1

VSSX1

PM0/RXCAN0/RXD1

PM1/TXCAN0/TXD1

PM2/MISO0

PM3/SS0

PM4/MOSI0

PM5/SCK0

PJ6/KWJ6

PJ7/KWJ7

TEST

PS7/SS0

PS6/SCK0

PS5/MOSI0

PS4/MISO0

PS3/TXD1

PS2/RXD1

PS1/TXD0

PS0/RXD0

PM6

PM7

VSSA

VRL

TXD1/IOC2/PWM2/KWP2/PP2

PWM3/KWP3/PP3

IOC1/PWM1/KWP1/PP1

RXD1/IOC0/PWM0/KWP0/PP0

PK3

PK2

PK1

PK0

IOC0/PT0

IOC1/PT1

IOC2/PT2

IOC3/PT3

VDDF

VSS1

PWM4/IOC4/PT4

VREG_API/PWM5/IOC5/PT5

PWM6/IOC6/PT6

PWM7/IOC7/PT7

PK5

PK4

KWJ1/PJ1

KWJ0/PJ0

MODC/BKGD

PB0

PB1

PB2

PB3

PB4

112

111

110

109

108

107

106

105

104

103

999897969594939291908988878685

102

101

100

S12XS Family

112LQFP

PinsshowninBOLD are not

available on the 80 QFP

package

293031323334353637383940414243444546474849505152535455

VRH

VDDA

PAD15/AN15

PAD07/AN07

PAD14/AN14

PAD06/AN06

PAD13/AN13

PAD05/AN05

PAD12/AN12

PAD04/AN04

PAD11/AN11

PAD03/AN03

PAD10/AN10

PAD02/AN02

PAD09/AN09

PAD01/AN01

PAD08/AN08

PAD00/AN00

VSS2

VDD

PA 7

PA 6

PA 5

PA 4

PA 3

PA 2

PA 1

PA 0

PB5

PB6

PB7

KWH7/PH7

KWH6/PH6

KWH5/PH5

KWH4/PH4

XCLKS/ECLKX2/PE7

PE6

PE5

VSSX2

VDDX2

ECLK/PE4

VDDR

RESET

VSS3

EXTAL

VSSPLL

XTAL

VDDPLL

KWH3/PH3

KWH2/PH2

KWH1/PH1

KWH0/PH0

PE3

PE2

IRQ/PE1

XIRQ/PE0

Figure 1-3. S12XS Family Pin Assignments 112-pin LQFP Package

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13

30 Freescale Semiconductor

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NXP Semiconductors MC9S12XS256, MC9S12XS128, MC9S12XS64 Reference Manual

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual

Chapter 1 Device Overview S12XS Family

1.1 Introduction

1.1.1 Features

1.1.2 Modes of Operation

1.1.3 Block Diagram

1.1.4 Device Memory Map

1.1.5 Address Mapping

1.1.6 Detailed Register Map

1.1.7 Part ID Assignments

1.2 Signal Description

1.2.1 Device Pinout