Freescale Semiconductor, Inc.
HC11
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
DD
, V
SS
, and EV
SS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
2-2
2-3
2-4
2-4
2-4
2-5
2-5
2-5
2-6
2-7
2-7
2-7
2-8
Freescale Semiconductor, Inc...
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
3-2
3-2
3-2
3-4
3-4
3-4
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-6
3-6
3-6
3-6
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Table of Contents (Cont.)
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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
iv
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TECHNICAL DATA
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Paragraph
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Section 7
SERIAL COMMUNICATIONS INTERFACE
Page
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6.4 Port D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2
6.5 Parallel I/O Control Register (PIOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4
Freescale Semiconductor, Inc...
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
8-3
8-4
8-4
8-4
8-4
8-4
8-5
8-6
8-7
8-7
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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