ST7SCR1E4, ST7SCR1R4
8-bit low-power, full-speed USB MCU with 16-Kbyte Flash,
768-byte RAM, smartcard interface and timer
Datasheet
−
production data
Features
Memories
■
Up to 16 Kbytes of ROM or High Density Flash
(HDFlash) program memory with read/write
protection, HDFlash In-Circuit and In-Application
Programming. 100 write/erase cycles
guaranteed, data retention: 40 years at 55°C
Up to 768 bytes of RAM including up to 128
bytes stack and 256 bytes USB buffer
LQFP64 14x14
SO24
QFN24
ISO7816-3 UART interface
■
■
■
■
■
■
4 MHz clock generation
Synchronous/Asynchronous protocols
(T=0, T=1)
Automatic retry on parity error
Programmable baud rate from 372 clock
pulses up to 11.625 clock pulses (D=32/F=372)
Card Insertion/Removal Detection
Clock, reset and supply management
■
■
■
Low voltage reset
2 power saving modes: Halt and Wait modes
PLL for generating 48 MHz USB clock using a
4 MHz crystal
Smartcard power supply
■
■
Interrupt management
■
Selectable card V
CC
1.8V, 3V, and 5V
Internal step-up converter for 5V supplied
Smartcards (with a current of up to 55mA)
using only two external components.
Programmable Smartcard Internal Voltage
Regulator (1.8V to 3.0V) with current overload
protection and 4 KV ESD protection (Human
Body Model) for all Smartcard Interface I/Os
Nested Interrupt controller
USB (Universal Serial Bus) interface
■
256-byte buffer for full speed bulk, control and
interrupt transfer types compliant with USB
specification (version 2.0)
On-Chip 3.3V USB voltage regulator and
transceivers with software power-down
7 USB endpoints:
– One 8-byte Bidirectional Control Endpoint
– One 64-byte In Endpoint,
– One 64-byte Out Endpoint
– Four 8-byte In Endpoints
■
■
■
One 8-bit timer
■
Time Base Unit (TBU) for generating periodic
interrupts.
Development tools
■
Full hardware/software development package
35 or 4 I/O ports
■
■
■
■
■
Up to 4 LED outputs with software
programmable constant current (3 or 7 mA).
2 General purpose I/Os programmable as
interrupts
Up to 8 line inputs programmable as interrupts
Up to 20 outputs
1 line assigned by default as static input after
reset
ECOPACK
®
packages
Table 1.
Device summary
Part number
ST7FSCR1T1, ST7SCR1T1
ST7FSCR1M1, ST7SCR1M1,
ST7SCR1U1
Reference
ST7SCR1R4
ST7SCR1E4
July 2012
This is information on a product in full production.
Doc ID 8951 Rev 6
1/121
www.st.com
1
Contents
ST7SCR1E4, ST7SCR1R4
Contents
1
2
3
4
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Register and memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Flash program memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
ICP (In-circuit programming) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
IAP (In-application programming) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Program memory read-out protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Related documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5
Central processing unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.1
5.2
5.3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
CPU registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6
Supply, reset and clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.1
Clock system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.1.1
6.1.2
General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
External clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.2
Reset sequence manager (RSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.2.1
6.2.2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1
7.2
7.3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Masking and processing flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Interrupts and low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
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ST7SCR1E4, ST7SCR1R4
Contents
7.4
7.5
Concurrent and nested management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Interrupt register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8
Power saving modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.1
8.2
8.3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Wait mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Halt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
9
I/O ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.1
9.2
9.3
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
I/O port implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.3.1
9.3.2
9.3.3
Port A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Ports B and D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Port C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.4
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
10
11
12
Miscellaneous registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
On-chip peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
12.1
Watchdog timer (WDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
12.1.1
12.1.2
12.1.3
12.1.4
12.1.5
12.1.6
12.1.7
12.1.8
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Software watchdog option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Hardware watchdog option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
12.2
Time base unit (TBU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
12.2.1
12.2.2
12.2.3
12.2.4
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Programming example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
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Contents
12.2.5
12.2.6
12.2.7
ST7SCR1E4, ST7SCR1R4
Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.3
USB interface (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
12.3.1
12.3.2
12.3.3
12.3.4
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.4
Smartcard interface (CRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
12.4.1
12.4.2
12.4.3
12.4.4
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
13
Instruction set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
13.1
CPU addressing modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
13.1.1
13.1.2
13.1.3
13.1.4
13.1.5
13.1.6
13.1.7
Inherent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Immediate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Direct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Indexed (No Offset, Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Indirect (Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Indirect indexed (Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Relative mode (Direct, Indirect) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
13.2
Instruction groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
14.1
14.2
14.3
14.4
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Supply and reset characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Clock and timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
14.4.1
14.4.2
14.4.3
General timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
External clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Crystal resonator oscillators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
14.5
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
14.5.1
14.5.2
RAM and hardware registers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
FLASH memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
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ST7SCR1E4, ST7SCR1R4
Contents
14.6
14.7
Smartcard supply supervisor electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . 103
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
14.7.1
14.7.2
14.7.3
Functional EMS (Electro magnetic susceptibility) . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Electro magnetic interference (EMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . 106
14.8
Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
14.8.1
USB - Universal bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
15
Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
15.1
15.2
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Recommended reflow oven profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
16
Device configuration and ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
16.0.1
Option bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
16.1
16.2
16.3
16.4
Device ordering information and transfer of customer code . . . . . . . . . . 112
Development tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
ST7 Application notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Important notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
16.4.1
16.4.2
16.4.3
Unexpected reset fetch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Flash devices only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Smart card UART automatic repetition and retry . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
17
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
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