MC9S12XF512 Reference Manual
Covers
MC9S12XF512
MC9S12XF384
MC9S12XF256
MC9S12XF128
S12X
Microcontrollers
MC9S12XF512RMV1
Rev.1.20
10-Nov-2010
freescale.com
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A full list of family members and options is included in the appendices.
The following revision history table summarizes changes contained in this document.
This document contains information for all constituent modules, with the exception of the S12 CPU. For S12 CPU
information please refer to the CPU S12 Reference Manual.
Revision History
Date
06-Dec-2007
Revision
Level
1.12
Description
Updated memory map description for family parts (1.1.4 MC9S12XF512 - Address Mapping)
Updated derivative differences w.r.t. DFlash size (D.1 Memory Sizes and Package Options S12XF -
Family)
Add FTM BG (384K2/256K2)
Remove table for Module Run Supply Currents (A-10)
Remove 3.3V columns in Table A-27, 3.0V columns in Table A-28
Add FTM BG (128K2)
Fixed typo in detailed register map (SPI1/SPI1DRH)
Import updated BGs
VREG, ECT, INT, DBG
Fixed typo in Table 1-6
Updated ordering info for 112 LQFP
Updated NVM timing parameter section for brownout case
Specified time delay from RESET to start of CPU code execution
Added NVM patch Part IDs
Enhanced ECT GPIO / timer function transitioning description
CRG section updated
Updated PIM,FTM,XGATE,MSCAN,DBG,BDM,ADC,CRG sections
Corrected startup from reset min cycle count
Updated ECT section (see ECT revision history table)
Fixed PT typo in SCI section
Corrected oscillator frequency reference in Flexray section
Fixed maximum deadtime delay counts for PMFDTMA and PMFDTMB in PMF section
Updated part number note in Appendix
12-Dec-2007
08-Jan-2008
1.13
1.14
15-Jan-2008
1.15
05-Mar-2008
02-Oct-2008
1.16
1.17
01-Mar-2010
1.18
18-May-2010
10-Nov-2010
1.19
1.20
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This product incorporates SuperFlash® technology licensed from SST.
© Freescale Semiconductor, Inc., 2008,2009,2010. All rights reserved.
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
2
Freescale Semiconductor
Chapter 1
Chapter 2
Chapter 3
Chapter 4
Chapter 5
Chapter 6
Chapter 7
Chapter 8
Chapter 9
Chapter 10
Chapter 11
Chapter 12
Chapter 13
Chapter 14
Chapter 15
Chapter 16
Chapter 17
Chapter 18
Chapter 19
Chapter 20
Chapter 21
Chapter 22
1013
Chapter 23
Chapter 24
Chapter 25
Chapter 26
MC9S12XF-Family Reference Manual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRG) . . . . . . . . . 83
Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
384 KByte Flash Module (S12XFTM384K2V1) . . . . . . . . . . . . 131
Pierce Oscillator (S12OSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Security (S12XFSECV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
256 KByte Flash Module (S12XFTM256K2XFV1) . . . . . . . . . . 221
512 KByte Flash Module (S12XFTM512K3V1) . . . . . . . . . . . . 281
128 KByte Flash Module (S12XFTM128K2XFV1) . . . . . . . . . . 343
Memory Mapping Control (S12XMMCV4) WITH FLEXRAY . . 403
Clock Generation Module using IPLL (CGMIPLL) . . . . . . . . . 447
FlexRay Communication Controller (FLEXRAY) . . . . . . . . . . 457
XGATE (S12XGATEV3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . . 731
S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
Memory Protection Unit (S12XMPUV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 801
External Bus Interface (S12XEBIV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
Port Integration Module (S12XFPIMV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 835
Pulse Width Modulator with Fault Protection (PMF15B6C) . 901
Scalable Controller Area Network (S12MSCANV2) . . . . . . . . 957
Enhanced Programmable Interrupt Timer (S12XEPIT24B8CV1)
Serial Communication Interface (S12SCIV5) . . . . . . . . . . . . 1033
Analog-to-Digital Converter (ADC12B16C) . . . . . . . . . . . . . 1069
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095
Enhanced Capture Timer (ECT16B8CV3). . . . . . . . . . . . . . . 1125
Appendix A Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor
3
Appendix B Package Physical Dimension Information. . . . . . . . . . . . . . 1235
Appendix C PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238
Appendix D Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242
Appendix E Detailed Register Address Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244
Appendix F Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
4
Freescale Semiconductor
Chapter 1
MC9S12XF-Family Reference Manual
1.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.1.3 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.1.4 MC9S12XF512 - Address Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.1.5 Detailed Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.1.6 Part ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.2.1 System Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.2.2 Signal Properties Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.2.3 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.4 EXTAL, XTAL — Oscillator Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.5 RESET — External Reset Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.6 TEST — Test Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.7 BKGD / MODC — Background Debug and Mode Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.8 Port Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.9 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
System Clock Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
1.4.1 Chip Configuration Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
1.4.2 Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
1.4.3 Freeze Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.2 Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.3 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
EPIT External Trigger Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
ATD External Trigger Input Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
MPU Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
VREG Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.10.1 Temperature Sensor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
BDM Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
FlexRay IPLL (CGMIPLL) Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.12.1 CGMIPLL function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.12.2 Entry into and exit from low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Oscillator Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
Chapter 2
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRG)
2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor
5
