MC9S12XS256
Reference Manual
Covers MC9S12XS Family
MC9S12XS256
MC9S12XS128
MC9S12XS64
HCS12
Microcontrollers
MC9S12XS256RMV1
Rev. 1.10
05/2010
freescale.com
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This document contains information for the complete S12XS Family and thus includes a set of separate
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 for all constituent modules, with the exception of the CPU. For CPU
information please refer to CPU12XV1 in the CPU12/CPU12X Reference Manual.
Revision History
Date
Revision
Level
1.08
Description
Removed all KGD references
Corrected Detailed Register Map (FERSTAT)
Corrected statement on VDDA/VDDX protection diodes
Updated
Chapter 8 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1)
Updated
Chapter 14 Serial Communication Interface (S12SCIV5)
Updated
Chapter 16 Timer Module (TIM16B8CV2)
Updated
Chapter 18 256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1)
Updated
Chapter 19 128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1)
Updated
Chapter 20 64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1)
Updated
Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1)
Updated
Chapter 16 Timer Module (TIM16B8CV2)
BDM Alternate clock source defined in device overview
May, 2009
September,
2009
1.09
May, 2010
1.10
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
Appendix A
Appendix B
Appendix C
Appendix D
Appendix E
Appendix F
Device Overview S12XS Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Port Integration Module (S12XSPIMV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Memory Mapping Control (S12XMMCV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
Security (S12XS9SECV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1) . . . . . . . . . . . . . . .235
Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265
Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3) . . . . . .295
Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349
Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
Serial Communication Interface (S12SCIV5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435
Timer Module (TIM16B8CV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .461
Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489
256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .507
128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .557
64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .607
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .657
Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .698
PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .708
Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .712
Detailed Register Address Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .713
Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .735
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.10
Freescale Semiconductor
3
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.10
4
Freescale Semiconductor
Chapter 1
Device Overview S12XS Family
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
1.1
Chapter 2
Port Integration Module (S12XSPIMV1)
2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.10
Freescale Semiconductor
5
2.2
2.3
