MC68HC811D3VFN4 datasheet, PDF

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MC68HC811D3VFN4: Descriptionrom-based high-performance microcontrollers; File Size837KB，124 Pages; ManufacturerFREESCALE (NXP)

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rom-based high-performance microcontrollers

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MC68HC11D3

Technical Data

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TABLE OF CONTENTS

Section 1

INTRODUCTION

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1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.2

Structure

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

Section 2

PIN DESCRIPTIONS

2.1 V

, V

, and EV

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 Reset (RESET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Crystal Driver and External Clock Input (XTAL, EXTAL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4 E-Clock Output (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.5 Interrupt Request (IRQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.6 Non-Maskable Interrupt (XIRQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.7 MODA and MODB (MODA/LIR,and MODB/V

STBY

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.8 PD6/AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.9 PD7/R/W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.10 Port Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.10.1 Port A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.10.2 Port B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.10.3 Port C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.10.4 Port D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2-2

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

2-8

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Section 3

CENTRAL PROCESSING UNIT

3.1 CPU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.1 Accumulators A, B, and D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.2 Index Register X (IX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.3 Index Register Y (IY) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.4 Stack Pointer (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.5 Program Counter (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6 Condition Code Register (CCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.1 Carry/Borrow (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.2 Overflow (V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.3 Zero (Z). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.4 Negative (N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.5 Interrupt Mask (I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.6 Half Carry (H) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.7 X Interrupt Mask (X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1.6.8 Stop Disable (S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Data Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Opcodes and Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.1 Immediate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2 Direct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2.1 Extended . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2.2 Indexed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2.3 Inherent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2.4 Relative. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3-1

3-2

3-4

3-5

3-6

3-7

3-8

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Section 4

OPERATING MODES AND ON-CHIP MEMORY

4.1 Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.1.1 Single-Chip Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.1.2 Expanded Multiplexed Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.1.3 Special Test Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2

4.1.4 Bootstrap Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2

4.2 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.1 Priority and Mode Select Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

4.2.2 System Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.2.2.1 CONFIG Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.2.2.2 INIT Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-9

4.2.2.3 OPTION Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-10

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Section 5

RESETS AND INTERRUPTS

5.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.1.1 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.1.2 External Reset (RESET). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.1.3 COP Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.1.4 Clock Monitor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.1.5 Option Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.1.6 CONFIG Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.2 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.2.1 CPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.2.2 Memory Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.2.3 Parallel I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.2.4 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.2.5 Real-Time Interrupt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.2.6 Pulse Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.2.7 COP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.2.8 SCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.2.9 SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.2.10 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.3 Reset and Interrupt Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.3.1 Highest Priority Interrupt and Miscellaneous Register . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7

5.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8

5.4.1 Interrupt Recognition and Register Stacking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9

5.4.2 Non-Maskable Interrupt Request XIRQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.4.3 Illegal Opcode Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.4.4 Software Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.4.5 Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.4.6 Reset and Interrupt Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.5 Low-Power Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16

5.5.1 WAIT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16

5.5.2 STOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-17

Section 6

PARALLEL I/O

6.1 Port A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.2 Port B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.3 Port C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

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Section 7

SERIAL COMMUNICATIONS INTERFACE

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6.4 Port D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

6.5 Parallel I/O Control Register (PIOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

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Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

Transmit Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

Receive Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-2

Wake-up Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.4.1 Idle-Line Wakeup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.4.2 Address-Mark Wakeup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.5 SCI Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.6 SCI Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.6.1 Serial Communications Data Register (SCDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.6.2 Serial Communications Control Register 1 (SCCR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.6.3 Serial Communications Control Register 2 (SCCR2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-6

7.6.4 Serial Communication Status Register (SCSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-7

7.6.5 Baud Rate Register (BAUD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8

7.7 Status Flags and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7.1

7.2

7.3

7.4

Section 8

SERIAL PERIPHERAL INTERFACE

8.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2 SPI Transfer Formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.1 Clock Phase and Polarity Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3 SPI Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.1 Master In Slave Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.2 Master Out Slave In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.3 Serial Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.4 Slave Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.4 SPI System Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.5 SPI Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.5.1 Serial Peripheral Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.5.2 Serial Peripheral Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.5.3 Serial Peripheral Data I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8-1

8-2

8-3

8-4

8-5

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Section 9

TIMING SYSTEM

9.1 Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4

9.2.1 Timer Control 2 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5

9.2.2 Timer Input Capture Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.2.3 Timer Input Capture 4/Output Compare 5 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.3 Output Compare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.3.1 Timer Output Compare Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.3.2 Timer Compare Force Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8

9.3.3 Output Compare Mask Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8

9.3.4 Output Compare 1 Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

9.3.5 Timer Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

9.3.6 Timer Control 1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

9.3.7 Timer Interrupt Mask 1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.3.8 Timer Interrupt Flag 1 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

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