UPSD3212A-40T6F datasheet, PDF

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UPSD3212A-40T6F: DescriptionIC,MICROCONTROLLER,8-BIT,8051 CPU,QFP,52PIN,PLASTIC; CategoryThe embedded processor and controller Microcontrollers and processors; File Size1MB，181 Pages; ManufacturerSTMicroelectronics; Websitehttp://www.st.com/; Environmental Compliance

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UPSD3212A-40T6F Overview

IC,MICROCONTROLLER,8-BIT,8051 CPU,QFP,52PIN,PLASTIC

UPSD3212A-40T6F Parametric

Parameter Name	Attribute value
Is it lead-free?	Lead free
Is it Rohs certified?	conform to
Reach Compliance Code	compliant
bit size	8
CPU series	8051
JESD-30 code	S-PQFP-G52
JESD-609 code	e3
Humidity sensitivity level	1
Number of terminals	52
Maximum operating temperature	85 °C
Minimum operating temperature	-40 °C
Package body material	PLASTIC/EPOXY
encapsulated code	QFP
Encapsulate equivalent code	QFP52,.47SQ
Package shape	SQUARE
Package form	FLATPACK
Peak Reflow Temperature (Celsius)	225
power supply	5 V
Certification status	Not Qualified
RAM (bytes)	2048
rom(word)	65536
ROM programmability	FLASH
speed	40 MHz
Nominal supply voltage	5 V
surface mount	YES
technology	CMOS
Temperature level	INDUSTRIAL
Terminal surface	MATTE TIN
Terminal form	GULL WING
Terminal pitch	0.635 mm
Terminal location	QUAD
Maximum time at peak reflow temperature	NOT SPECIFIED
uPs/uCs/peripheral integrated circuit type	MICROCONTROLLER, RISC
Base Number Matches	1

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UPSD3212A

UPSD3212C, UPSD3212CV

Flash programmable system devices

with 8032 MCU and USB and programmable logic

Features

■

Fast 8-bit 8032 MCU

– 40 MHz at 5.0 V, 24 MHz at 3.3 V

– Core, 12-clocks per instruction

Dual Flash memories with memory

management

– Place either memory into 8032 program

address space or data address space

– Read-while-write operation for in-

application programming and EEPROM

emulation

– Single voltage program and erase

– 100 K minimum erase cycles, 15-year

retention

Clock, reset, and supply management

– Normal, idle, and power down modes

– Power-on and low voltage reset supervisor

– Programmable watchdog timer

Programmable logic, general-purpose

– 16 macrocells

– Implements state machines, glue-logic, etc.

Timers and interrupts

– Three 8032 standard 16-bit timers

– 10 Interrupt sources with two external

interrupt pins

A/D converter

– Four channels, 8-bit resolution, 10 µs

Device summary

Max. clock 1st

2nd

8032

SRAM GPIO USB

(V)

(MHz)

Flash Flash

bus

64 KB 16 KB

2 KB

Yes

Pkg.

Temp.

LQFP52 (T)

52-lead, thin,

quad flat package

■

LQFP80 (U)

80-lead, thin, quad

flat package

■

Communication interfaces

– USB v1.1, low-speed 1.5 Mbps,

3 endpoints

– I

C master/slave bus controller

– Two UARTs with independent baud rate

– Six I/O ports with up to 46 I/O pins

– 8032 address/data bus available on

TQFP80 package

– 5 PWM outputs, 8-bit resolution

JTAG in-system programming

– Program the entire device in as little as

10 seconds

Single supply voltage

– 4.5 to 5.5 V

– 3.0 to 3.6 V

ECOPACK® packages

■

Table 1.

Order code

UPSD3212C-40T6

UPSD3212CV-24T6

UPSD3212C-40U6

UPSD3212CV-24U6

UPSD3212A-40T6

UPSD3212A-40U6

4.5-5.5 TQFP52 –40°C to 85°C

3.0-3.6 TQFP52 –40°C to 85°C

4.5-5.5 TQFP80 –40°C to 85°C

3.0-3.6 TQFP80 –40°C to 85°C

4.5-5.5 TQFP52 –40°C to 85°C

4.5-5.5 TQFP80 –40°C to 85°C

January 2009

Rev 6

1/181

www.st.com

Contents

UPSD3212A, UPSD3212C, UPSD3212CV

Contents

UPSD321xx description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1

52-pin package I/O port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Architecture overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.1

2.2

Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

2.2.5

2.2.6

2.2.7

Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

B register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Stack pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Program counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Program status word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Registers R0~R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Data pointer register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

Program memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Data memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

XRAM-PSD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

SFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Addressing modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.8.1

2.8.2

2.8.3

2.8.4

2.8.5

2.8.6

Direct addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Indirect addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Immediate constants addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Indexed addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.9

2.10

2.11

Arithmetic instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Logical instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Data transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.11.1

2.11.2

2.11.3

Internal RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

External RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Lookup tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.12

2.13

2/181

Boolean instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Relative offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

UPSD3212A, UPSD3212C, UPSD3212CV

Contents

2.14

2.15

Jump instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Machine cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

UPSD321xx hardware description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

MCU module description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.1

Special function registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Interrupt system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

5.10

External Int0 interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Timer 0 and 1 interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Timer 2 interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

C interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

External Int1 interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

USB interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

USART interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Interrupt priority structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Interrupt enable structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

How interrupts are handled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Power-saving mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

Idle mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Power-down mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Power control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Idle mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Power-down mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

I/O ports (MCU module) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

7.1

Port type and description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Supervisory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

9.1

9.2

External reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Low V

voltage reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3/181

Contents

UPSD3212A, UPSD3212C, UPSD3212CV

9.3

9.4

Watchdog timer overflow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

USB reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Watchdog timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Timer/counters (Timer 0, Timer 1 and Timer 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

11.1

Timer 0 and Timer 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

11.1.1

11.1.2

11.1.3

11.1.4

Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Mode 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

11.2

Timer 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Standard serial interface (UART) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

12.1

12.2

Multiprocessor communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Serial port control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

12.2.1

12.2.2

12.2.3

12.2.4

12.2.5

12.2.6

Baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Using Timer 1 to generate baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Using Timer/counter 2 to generate baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

More about Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

More about Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

More about Modes 2 and 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Analog-to-digital convertor (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

13.1

ADC interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Pulse width modulation (PWM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

14.1

14.2

14.3

4-channel PWM unit (PWM 0-3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Programmable period 8-bit PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

PWM 4-channel operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

C interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

15.1

15.2

15.3

Serial status register (SxSTA: S1STA, S2STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Data shift register (SxDAT: S1DAT, S2DAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Address register (SxADR: S1ADR, S2ADR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4/181

UPSD3212A, UPSD3212C, UPSD3212CV

Contents

USB hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

16.1

16.2

USB related registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

16.2.1

16.2.2

USB physical layer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Low speed driver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

16.3

16.4

Receiver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

External USB pull-up resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

PSD module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

17.1

17.2

Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

In-system programming (ISP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Development system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

PSD module register description and address offset . . . . . . . . . . . . 103

PSD module detailed operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Memory blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

21.1

21.2

Primary Flash memory and secondary Flash memory description . . . . 105

Memory block select signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

21.2.1

21.2.2

Ready/Busy (PC3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Memory operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

21.3

21.4

21.5

Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Power-down instruction and Power-up mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

21.4.1

Power-up mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

21.5.1

21.5.2

21.5.3

21.5.4

21.5.5

21.5.6

21.5.7

Read memory contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Read memory sector protection status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Reading the Erase/Program status bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Data polling flag (DQ7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Toggle flag (DQ6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Error flag (DQ5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Erase time-out flag (DQ3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

21.6

Programming Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

21.6.1

Data Polling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

5/181

UPSD3212A-40T6F Related Products

	UPSD3212A-40T6F	UPSD3212A-40U6F
Description	IC,MICROCONTROLLER,8-BIT,8051 CPU,QFP,52PIN,PLASTIC	IC,MICROCONTROLLER,8-BIT,8051 CPU,QFP,80PIN,PLASTIC
Is it lead-free?	Lead free	Lead free
Is it Rohs certified?	conform to	conform to
Reach Compliance Code	compliant	compliant
bit size	8	8
CPU series	8051	8051
JESD-30 code	S-PQFP-G52	S-PQFP-G80
JESD-609 code	e3	e3
Humidity sensitivity level	1	1
Number of terminals	52	80
Maximum operating temperature	85 °C	85 °C
Minimum operating temperature	-40 °C	-40 °C
Package body material	PLASTIC/EPOXY	PLASTIC/EPOXY
encapsulated code	QFP	QFP
Encapsulate equivalent code	QFP52,.47SQ	QFP80,.55SQ,20
Package shape	SQUARE	SQUARE
Package form	FLATPACK	FLATPACK
Peak Reflow Temperature (Celsius)	225	225
power supply	5 V	5 V
Certification status	Not Qualified	Not Qualified
RAM (bytes)	2048	2048
rom(word)	65536	65536
ROM programmability	FLASH	FLASH
speed	40 MHz	40 MHz
Nominal supply voltage	5 V	5 V
surface mount	YES	YES
technology	CMOS	CMOS
Temperature level	INDUSTRIAL	INDUSTRIAL
Terminal surface	MATTE TIN	MATTE TIN
Terminal form	GULL WING	GULL WING
Terminal pitch	0.635 mm	0.5 mm
Terminal location	QUAD	QUAD
Maximum time at peak reflow temperature	NOT SPECIFIED	NOT SPECIFIED
uPs/uCs/peripheral integrated circuit type	MICROCONTROLLER, RISC	MICROCONTROLLER, RISC
Base Number Matches	1	1

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