HCS12
Microcontrollers
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MC9S12XS256
Reference Manual
Covers MC9S12XS Family
MC9S12XS256
MC9S12XS128
MC9S12XS64
MC9S12XS256RMV1
Rev. 1.13
08/2012
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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 Description
November,
2010 1.11
Updated Chapter 3 Memory Mapping Control (S12XMMCV4)
Updated Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network
(S12MSCANV3)
Updated Chapter 14 Serial Communication Interface (S12SCIV5)
Updated footnotes on table 1-2
Updated note in Appendix F Ordering Information
Jul, 2011 1.12
Corrected API accuracy in feature list
Corrected name of pin #27 in 80QFP pinout (PE5->PE4)
Updated Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1)
Updated Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network
(S12MSCANV3)
Aug, 2012 1.13
Updated Chapter 4 Interrupt (S12XINTV2)
Updated Chapter 8 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1)
Updated VDDF max. voltage in Appendix A Electrical Characteristics
Minor editorial corrections in:
Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1)
Chapter 5 Background Debug Module (S12XBDMV2)
Chapter 6 S12X Debug (S12XDBGV3) Module
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 3
Chapter 1 Device Overview S12XS Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Chapter 2 Port Integration Module (S12XSPIMV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Chapter 3 Memory Mapping Control (S12XMMCV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Chapter 4 Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
Chapter 5 Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
Chapter 6 S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Chapter 7 Security (S12XS9SECV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231
Chapter 8 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1) . . . . . . . . . . . . . . .237
Chapter 9 Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267
Chapter 10 Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271
Chapter 11 Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3) . . . . . .295
Chapter 12 Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349
Chapter 13 Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
Chapter 14 Serial Communication Interface (S12SCIV5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
Chapter 15 Serial Peripheral Interface (S12SPIV5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435
Chapter 16 Timer Module (TIM16B8CV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .461
Chapter 17 Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489
Chapter 18 256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .507
Chapter 19 128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .557
Chapter 20 64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .607
Appendix A Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .657
Appendix B Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .698
Appendix C PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .708
Appendix D Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .712
Appendix E Detailed Register Address Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .713
Appendix F Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .735
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
4 Freescale Semiconductor
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 5
Chapter 1
Device Overview S12XS Family
1.1 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
Chapter 2
Port Integration Module (S12XSPIMV1)
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
6 Freescale Semiconductor
2.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
2.3.3 Port A Data Register (PORTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.3.4 Port B Data Register (PORTB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.3.5 Port A Data Direction Register (DDRA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3.6 Port B Data Direction Register (DDRB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3.7 PIM Reserved Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.3.8 Port E Data Register (PORTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.3.9 Port E Data Direction Register (DDRE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.3.10 Ports ABEK, BKGD pin Pull-up Control Register (PUCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.3.11 Ports ABEK Reduced Drive Register (RDRIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.3.12 ECLK Control Register (ECLKCTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.3.13 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.3.14 IRQ Control Register (IRQCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.3.15 PIM Reserved Register PIMTEST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.3.16 Port K Data Register (PORTK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.3.17 Port K Data Direction Register (DDRK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.3.18 Port T Data Register (PTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.3.19 Port T Input Register (PTIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3.20 Port T Data Direction Register (DDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.3.21 Port T Reduced Drive Register (RDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.3.22 Port T Pull Device Enable Register (PERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3.23 Port T Polarity Select Register (PPST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3.24 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.3.25 Port T Routing Register (PTTRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.3.26 Port S Data Register (PTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.3.27 Port S Input Register (PTIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.3.28 Port S Data Direction Register (DDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.3.29 Port S Reduced Drive Register (RDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.3.30 Port S Pull Device Enable Register (PERS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.3.31 Port S Polarity Select Register (PPSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.3.32 Port S Wired-Or Mode Register (WOMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.3.33 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.3.34 Port M Data Register (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.3.35 Port M Input Register (PTIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.3.36 Port M Data Direction Register (DDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.3.37 Port M Reduced Drive Register (RDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.38 Port M Pull Device Enable Register (PERM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.39 Port M Polarity Select Register (PPSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.40 Port M Wired-Or Mode Register (WOMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.41 Module Routing Register (MODRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.42 Port P Data Register (PTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.43 Port P Input Register (PTIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.3.44 Port P Data Direction Register (DDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.3.45 Port P Reduced Drive Register (RDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 7
2.3.46 Port P Pull Device Enable Register (PERP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.3.47 Port P Polarity Select Register (PPSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.3.48 Port P Interrupt Enable Register (PIEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.3.49 Port P Interrupt Flag Register (PIFP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3.50 Port H Data Register (PTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3.51 Port H Input Register (PTIH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.3.52 Port H Data Direction Register (DDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.3.53 Port H Reduced Drive Register (RDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.3.54 Port H Pull Device Enable Register (PERH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.3.55 Port H Polarity Select Register (PPSH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.3.56 Port H Interrupt Enable Register (PIEH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.3.57 Port H Interrupt Flag Register (PIFH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.3.58 Port J Data Register (PTJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.3.59 Port J Input Register (PTIJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.3.60 Port J Data Direction Register (DDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.3.61 Port J Reduced Drive Register (RDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.3.62 Port J Pull Device Enable Register (PERJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.3.63 Port J Polarity Select Register (PPSJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.3.64 Port J Interrupt Enable Register (PIEJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.3.65 Port J Interrupt Flag Register (PIFJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.3.66 Port AD0 Data Register 0 (PT0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.3.67 Port AD0 Data Register 1 (PT1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.3.68 Port AD0 Data Direction Register 0 (DDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.3.69 Port AD0 Data Direction Register 1 (DDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.3.70 Port AD0 Reduced Drive Register 0 (RDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.3.71 Port AD0 Reduced Drive Register 1 (RDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.3.72 Port AD0 Pull Up Enable Register 0 (PER0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.3.73 Port AD0 Pull Up Enable Register 1 (PER1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.3.74 PIM Reserved Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.4.3 Pins and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.4.4 Pin interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
2.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Chapter 3
Memory Mapping Control (S12XMMCV4)
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.1.1 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.1.3 S12X Memory Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
8 Freescale Semiconductor
3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.4.1 MCU Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.4.2 Memory Map Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.4.3 Chip Bus Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.5.1 CALL and RTC Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Chapter 4
Interrupt (S12XINTV2)
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.4.1 S12X Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.4.3 XGATE Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.4.4 Priority Decoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.4.5 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.4.6 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Chapter 5
Background Debug Module (S12XBDMV2)
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 9
5.3.3 Family ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.4.2 Enabling and Activating BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.4.3 BDM Hardware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.4.4 Standard BDM Firmware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
5.4.5 BDM Command Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.4.6 BDM Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.4.7 Serial Interface Hardware Handshake Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
5.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.4.9 SYNC — Request Timed Reference Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
5.4.10 Instruction Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
5.4.11 Serial Communication Time Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Chapter 6
S12X Debug (S12XDBGV3) Module
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
6.4.1 S12XDBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
6.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
6.4.3 Trigger Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
6.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
6.4.5 Trace Buffer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
6.4.6 Tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
6.4.7 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Chapter 7
Security (S12XS9SECV2)
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
7.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
7.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
7.1.3 Securing the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
7.1.4 Operation of the Secured Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
7.1.5 Unsecuring the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
7.1.6 Reprogramming the Security Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
10 Freescale Semiconductor
7.1.7 Complete Memory Erase (Special Modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Chapter 8
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1)
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
8.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
8.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.2.1 VDDPLL, VSSPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.2.2 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
8.4.1 Functional Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
8.4.2 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
8.4.3 Low Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
8.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
8.5.1 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
8.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
8.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Chapter 9
Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2)
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
9.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
9.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
9.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.2.1 VDDPLL and VSSPLL — Operating and Ground Voltage Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.2.2 EXTAL and XTAL — Input and Output Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4.1 Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4.2 Clock Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4.3 Wait Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.4.4 Stop Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Chapter 10
Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1)
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
10.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
10.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 11
10.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
10.1.4 Block Diagram of Input structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
10.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.2.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
10.4.1 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
10.4.2 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
10.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Chapter 11
Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3)
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
11.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
11.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
11.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
11.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
11.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
11.2.1 RXCAN — CAN Receiver Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
11.2.2 TXCAN — CAN Transmitter Output Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
11.2.3 CAN System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
11.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
11.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
11.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
11.3.3 Programmer’s Model of Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
11.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
11.4.2 Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
11.4.3 Identifier Acceptance Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
11.4.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
11.4.5 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
11.4.6 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
11.4.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
11.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
11.5.1 MSCAN initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
11.5.2 Bus-Off Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
Chapter 12
Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV1)
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
12.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
12 Freescale Semiconductor
12.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
12.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
12.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
12.3 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
12.4.1 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
12.4.2 Interrupt Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
12.4.3 Hardware Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
12.5 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
12.5.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
12.5.2 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
12.5.3 Flag Clearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
12.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Chapter 13
Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1)
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
13.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
13.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
13.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
13.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
13.2.1 PWM7 — PWM Channel 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.2 PWM6 — PWM Channel 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.3 PWM5 — PWM Channel 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.4 PWM4 — PWM Channel 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.5 PWM3 — PWM Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.6 PWM3 — PWM Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.7 PWM3 — PWM Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.2.8 PWM3 — PWM Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
13.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
13.4.1 PWM Clock Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
13.4.2 PWM Channel Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
13.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
13.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Chapter 14
Serial Communication Interface (S12SCIV5)
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
14.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
14.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 13
14.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
14.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
14.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.2.1 TXD — Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.2.2 RXD — Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.3.1 Module Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
14.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
14.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
14.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
14.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
14.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
14.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
14.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
14.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
14.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
14.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
14.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
14.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
14.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
14.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
Chapter 15
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)
15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
15.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
15.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
15.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
15.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
15.2.1 MOSI — Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
15.2.2 MISO — Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
15.2.3 SS — Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
15.2.4 SCK — Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
15.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
15.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
15.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
15.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
15.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
15.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
15.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
15.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
14 Freescale Semiconductor
15.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
15.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
Chapter 16
Timer Module (TIM16B8CV2)
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
16.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
16.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
16.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.1 IOC7 — Input Capture and Output Compare Channel 7 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.2 IOC6 — Input Capture and Output Compare Channel 6 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.3 IOC5 — Input Capture and Output Compare Channel 5 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.4 IOC4 — Input Capture and Output Compare Channel 4 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.5 IOC3 — Input Capture and Output Compare Channel 3 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.6 IOC2 — Input Capture and Output Compare Channel 2 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
16.2.7 IOC1 — Input Capture and Output Compare Channel 1 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
16.2.8 IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 0 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
16.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
16.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
16.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
16.4.1 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
16.4.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
16.4.3 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
16.4.4 Pulse Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
16.4.5 Event Counter Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
16.4.6 Gated Time Accumulation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
16.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
16.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
16.6.1 Channel [7:0] Interrupt (C[7:0]F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
16.6.2 Pulse Accumulator Input Interrupt (PAOVI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
16.6.3 Pulse Accumulator Overflow Interrupt (PAOVF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
16.6.4 Timer Overflow Interrupt (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
Chapter 17
Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1)
17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
17.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
17.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
17.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
17.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
17.2.1 VDDR — Regulator Power Input Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
17.2.2 VDDA, VSSA — Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 15
17.2.3 VDD, VSS — Regulator Output1 (Core Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
17.2.4 VDDF — Regulator Output2 (NVM Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
17.2.5 VDDPLL, VSSPLL — Regulator Output3 (PLL) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
17.2.6 VDDX — Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
17.2.7 VREGEN — Optional Regulator Enable Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
17.2.8 VREG_API — Optional Autonomous Periodical Interrupt Output Pin . . . . . . . . . . . . . . 493
17.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
17.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
17.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
17.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.2 Regulator Core (REG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.3 Low-Voltage Detect (LVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.4 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.5 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.4.6 HTD - High Temperature Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
17.4.7 Regulator Control (CTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
17.4.8 Autonomous Periodical Interrupt (API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
17.4.9 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
17.4.10Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
17.4.11Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
Chapter 18
256 KByte Flash Module (S12XFTMR256K1V1)
18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
18.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
18.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
18.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
18.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
18.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
18.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
18.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
18.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
18.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
18.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
18.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
18.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
18.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
18.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
18.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
18.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
16 Freescale Semiconductor
Chapter 19
128 KByte Flash Module (S12XFTMR128K1V1)
19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
19.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
19.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
19.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560
19.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560
19.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564
19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
19.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
19.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
19.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
19.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
19.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
19.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
19.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
19.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
19.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
19.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
Chapter 20
64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1)
20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
20.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
20.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
20.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
20.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
20.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
20.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
20.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
20.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
20.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
20.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
20.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653
20.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
20.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
20.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
20.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655
20.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 655
20.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656
20.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 17
Appendix A
Electrical Characteristics
A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
A.1.1 Parameter Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
A.1.2 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
A.1.3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
A.1.4 Current Injection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
A.1.5 Absolute Maximum Ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
A.1.6 ESD Protection and Latch-up Immunity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
A.1.7 Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
A.1.8 Power Dissipation and Thermal Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662
A.1.9 I/O Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
A.1.10 Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
A.2 ATD Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
A.2.1 ATD Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
A.2.2 Factors Influencing Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
A.2.3 ATD Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
A.3 NVM, Flash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
A.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
A.3.2 NVM Reliability Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683
A.4 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685
A.5 Output Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
A.5.1 Resistive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
A.5.2 Capacitive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
A.5.3 Chip Power-up and Voltage Drops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
A.6 Reset, Oscillator and PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688
A.6.1 Startup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688
A.6.2 Oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690
A.6.3 Phase Locked Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
A.7 MSCAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
A.8 SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694
A.8.1 Master Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694
A.8.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696
Appendix B
Package Information
B.1 112-pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699
B.2 80-Pin QFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702
B.3 64-Pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705
Appendix C
PCB Layout Guidelines
C.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708
C.1.1 112-Pin LQFP Recommended PCB Layout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
18 Freescale Semiconductor
C.1.2 80-Pin QFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710
C.1.3 64-Pin LQFP Recommended PCB Layout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711
Appendix D
Derivative Differences
D.1 Memory Sizes and Package Options S12XS family. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712
Appendix E
Detailed Register Address Map
E.1 Detailed Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
Appendix F
Ordering Information
F.1 Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 19
Chapter 1
Device Overview S12XS Family
1.1 Introduction
The new S12XS family of 16-bit micro controllers is a compatible, reduced version of the S12XE family.
These families provide an easy approach to develop common platforms from low-end to high-end
applications, minimizing the redesign of software and hardware.
Targeted at generic automotive applications and CAN nodes, some typical examples of these applications
are: Body Controllers, Occupant Detection, Door Modules, RKE Receivers, Smart Actuators, Lighting
Modules and Smart Junction Boxes amongst many others.
The S12XS family retains many of the features of the S12XE family including Error Correction Code
(ECC) on Flash memory, a separate Data-Flash Module for code or data storage, a Frequency Modulated
Locked Loop (IPLL) that improves the EMC performance and a fast ATD converter.
S12XS family delivers 32-bit performance with all the advantages and efficiencies of a 16-bit MCU while
retaining the low cost, power consumption, EMC and code-size efficiency advantages currently enjoyed
by users of Freescale’s existing 16-bit S12 and S12X MCU families. Like members of other S12X
families, the S12XS family runs 16-bit wide accesses without wait states for all peripherals and memories.
The S12XS family is available in 112-pin LQFP, 80-pin QFP, 64-pin LQFP package options and maintains
a high level of pin compatibility with the S12XE family. In addition to the I/O ports available in each
module, up to 18 further I/O ports are available with interrupt capability allowing Wake-Up from stop or
wait modes.
The peripheral set includes MSCAN, SPI, two SCIs, an 8-channel 24-bit periodic interrupt timer, 8-
channel 16-bit Timer, 8-channel PWM and up to 16- channel 12-bit ATD converter.
Software controlled peripheral-to-port routing enables access to a flexible mix of the peripheral modules
in the lower pin count package options.
1.1.1 Features
Features of the S12XS Family are listed here. Please see Table D-1 for memory options and Table D-2 for
the peripheral features that are available on the different family members.
• 16-bit CPU12X
— Upward compatible with S12 instruction set with the exception of five Fuzzy instructions
(MEM, WAV, WAVR, REV, REVW) which have been removed
— Enhanced indexed addressing
— Access to large data segments independent of PPAGE
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
20 Freescale Semiconductor
• INT (interrupt module)
— Seven levels of nested interrupts
— Flexible assignment of interrupt sources to each interrupt level.
— External non-maskable high priority interrupt (XIRQ)
— The following inputs can act as Wake-up Interrupts
– IRQ and non-maskable XIRQ
– CAN receive pins
– SCI receive pins
– Depending on the package option up to 20 pins on ports J, H and P configurable as rising or
falling edge sensitive
• MMC (module mapping control)
• DBG (debug module)
— Monitoring of CPU bus with tag-type or force-type breakpoint requests
— 64 x 64-bit circular trace buffer captures change-of-flow or memory access information
• BDM (background debug mode)
• OSC_LCP (oscillator)
— Low power loop control Pierce oscillator utilizing a 4MHz to 16MHz crystal
— Good noise immunity
— Full-swing Pierce option utilizing a 2MHz to 40MHz crystal
— Transconductance sized for optimum start-up margin for typical crystals
• IPLL (Internally filtered, frequency modulated phase-locked-loop clock generation)
— No external components required
— Configurable option to spread spectrum for reduced EMC radiation (frequency modulation)
• CRG (clock and reset generation)
— COP watchdog
— Real time interrupt
— Clock monitor
— Fast wake up from STOP in self clock mode
• Memory Options
— 64, 128 and 256 Kbyte Flash
— Flash General Features
– 64 data bits plus 8 syndrome ECC (Error Correction Code) bits allow single bit failure
correction and double fault detection
– Erase sector size 1024 bytes
– Automated program and erase algorithm
– Protection scheme to prevent accidental program or erase
– Security option to prevent unauthorized access
– Sense-amp margin level setting for reads
— 4 and 8 Kbyte Data Flash space
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 21
– 16 data bits plus 6 syndrome ECC (Error Correction Code) bits allow single bit failure
correction and double fault detection
– Erase sector size 256 bytes
– Automated program and erase algorithm
— 4, 8 and 12 Kbyte RAM
• 16-channel, 12-bit Analog-to-Digital converter
— 8/10/12 Bit resolution
—3µs, 10-bit single conversion time
— Left or right justified result data
— External and internal conversion trigger capability
— Internal oscillator for conversion in Stop modes
— Wake from low power modes on analog comparison > or <= match
— Continuous conversion mode
— Multiplexer for 16 analog input channels
— Multiple channel scans
— Pins can also be used as digital I/O
• MSCAN (1 M bit per second, CAN 2.0 A, B software compatible module)
— 1 Mbit per second, CAN 2.0 A, B software compatible module
– Standard and extended data frames
– 0 - 8 bytes data length
– Programmable bit rate up to 1 Mbps
— Five receive buffers with FIFO storage scheme
— Three transmit buffers with internal prioritization
— Flexible identifier acceptance filter programmable as:
– 2 x 32-bit
– 4 x 16-bit
– 8 x 8-bit
— Wake-up with integrated low pass filter option
— Loop back for self test
— Listen-only mode to monitor CAN bus
— Bus-off recovery by software intervention or automatically
— 16-bit time stamp of transmitted/received messages
• TIM (standard timer module)
— 8 x 16-bit channels for input capture or output compare
— 16-bit free-running counter with 8-bit precision prescaler
— 1 x 16-bit pulse accumulator
• PIT (periodic interrupt timer)
— Up to four timers with independent time-out periods
— Time-out periods selectable between 1 and 224 bus clock cycles
Device Overview S12XS Family
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22 Freescale Semiconductor
— Time-out interrupt and peripheral triggers
— Start of timers can be aligned
• Up to 8 channel x 8-bit or 4 channel x 16-bit Pulse Width Modulator
— Programmable period and duty cycle per channel
— Center- or left-aligned outputs
— Programmable clock select logic with a wide range of frequencies
• Serial Peripheral Interface Module (SPI)
— Configurable for 8 or 16-bit data size
— Full-duplex or single-wire bidirectional
— Double-buffered transmit and receive
— Master or Slave mode
— MSB-first or LSB-first shifting
— Serial clock phase and polarity options
• Two Serial Communication Interfaces (SCI)
— Full-duplex or single wire operation
— Standard mark/space non-return-to-zero (NRZ) format
— Selectable IrDA 1.4 return-to-zero-inverted (RZI) format with programmable pulse widths
— 13-bit baud rate selection
— Programmable character length
— Programmable polarity for transmitter and receiver
— Receive wakeup on active edge
— Break detect and transmit collision detect supporting LIN
• On-Chip Voltage Regulator
— Two parallel, linear voltage regulators with bandgap reference
— Low-voltage detect (LVD) with low-voltage interrupt (LVI)
— Power-on reset (POR) circuit
— Low-voltage reset (LVR)
• Low-power wake-up timer (API)
— Internal oscillator driving a down counter
— Trimmable to +/-5% accuracy
— Time-out periods range from 0.2ms to ~13s with a 0.2ms resolution
• Input/Output
— Up to 91 general-purpose input/output (I/O) pins depending on the package option and 2 input-
only pins
— Hysteresis and configurable pull up/pull down device on all input pins
— Configurable drive strength on all output pins
• Package Options
— 112-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
— 80-pin quad flat-pack (QFP)
Device Overview S12XS Family
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Freescale Semiconductor 23
— 64-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
• Operating Conditions
— Wide single Supply Voltage range 3.135 V to 5.5 V at full performance
– Separate supply for internal voltage regulator and I/O allow optimized EMC filtering
— 40MHz maximum CPU bus frequency
— Ambient temperature range –40°C to 125°C
— Temperature Options:
– –40°C to 85°C
– –40°C to 105°C
– –40°C to 125°C
1.1.2 Modes of Operation
Operating modes:
• Normal single-chip mode
• Special single-chip mode with active background debug mode
NOTE
This chip family does not support external bus modes.
Low-power modes:
• System stop modes
— Pseudo stop mode
— Full stop mode with fast wake-up option
• System wait mode
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
24 Freescale Semiconductor
1.1.3 Block Diagram
Figure 1-1 shows a block diagram of the S12XS Family devices
Figure 1-1. S12XS Family Block Diagram
4, 8, 12 Kbytes RAM
RESET
EXTAL
XTAL
4, 8 Kbytes Data Flash
BKGD
VDDR
Periodic Interrupt
Clock Monitor
Single-wire Background
TEST
Voltage Regulator
Debug Module
VDD
ATD
Multilevel
Interrupt Module
PTAD
SCI0
SS
SCK
PS3
PS0
PS1
PS2
MOSI
MISO
SPI0
PTS
AN[15:0] PAD[15:0]
VDDPLL
8/10/12-bit 16-channel
Analog-Digital Converter
16-bit 8 channel
Timer
TIM
Asynchronous Serial IF
8-bit 8 channel
Pulse Width Modulator
PWM
PIT
PB[7:0]
PTB
PA[7:0]
PTA
PK[7,5:0]
PTK
XIRQ
IRQ
ECLK
PE4
PE3
PE2
PE1
PE0
PE7
PE6
PE5
PTE
VDDF
64, 128, 256 Kbytes Flash
CPU12X
Amplitude Controlled
Low Power Pierce or
Full drive Pierce
Oscillator
COP Watchdog
PLL with Frequency
Modulation option
Debug Module
4 address breakpoints
2 data breakpoints
512 Byte Trace Buffer
Reset Generation
and Test Entry
RXD
TXD
SCI1
Asynchronous Serial IF
RXD
TXD
PS7
PS4
PS5
PS6
PH3
PH0
PH1
PH2
PTH (Wake-up Int)
PH7
PH4
PH5
PH6
CAN0
PM3
PM0
PM1
PM2
PTM
msCAN 2.0B
RXCAN
TXCAN
PM7
PM4
PM5
PM6
Synchronous Serial IF
Async. Periodic Int.
4ch 24-bit Timer
PTJ (Wake-up Int)
PJ7
PJ6
PT3
PT0
PT1
PT2
PTT
PT7
PT4
PT5
PT6
PP3
PP0
PP1
PP2
PTP (Wake-Up Int)
PP7
PP4
PP5
PP6
PWM3
PWM0
PWM1
PWM2
PWM7
PWM4
PWM5
PWM6
IOC3
IOC0
IOC1
IOC2
IOC7
IOC4
IOC5
IOC6
VDDA
VSSA
VRH
VRL
PJ1
PJ0
XCLKS/ECLKX2
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 25
1.1.4 Device Memory Map
Table 1-1 shows the device register memory map.
Table 1-1. Device Register Memory Map
Address Module Size
(Bytes)
0x0000–0x0009 PIM (port integration module)10
0x000A–0x000B MMC (memory map control) 2
0x000C–0x000D PIM (port integration module) 2
0x000E–0x000F Reserved 2
0x0010–0x0017 MMC (memory map control) 8
0x0018–0x0019 Reserved 2
0x001A–0x001B Device ID register 2
0x001C–0x001F PIM (port integration module) 4
0x0020–0x002F DBG (debug module) 16
0x0030–0x0031 Reserved 2
0x0032–0x0033 PIM (port integration module) 2
0x0034–0x003F ECRG (clock and reset generator) 12
0x0040–0x006F TIM (timer module) 48
0x0070–0x00C7 Reserved 88
0x00C8–0x00CF SCI0 (serial communications interface) 8
0x00D0–0x00D7 SCI1 (serial communications interface) 8
0x00D8–0x00DF SPI0 (serial peripheral interface) 8
0x00E0–0x00FF Reserved 32
0x0100–0x0113 FTMR control registers 20
0x0114–0x011F Reserved 12
0x0120–0x012F INT (interrupt module) 16
0x0130–0x013F Reserved 16
0x0140–0x017F CAN0 64
0x0180–0x023F Reserved 192
0x0240–0x027F PIM (port integration module) 64
0x0280–0x02BF Reserved 64
0x02C0–0x02EF ATD0 (analog-to-digital converter 12 bit 16-channel) 48
0x02F0–0x02F7 Voltage regulator 8
0x02F8–0x02FF Reserved 8
0x0300–0x0327 PWM (pulse-width modulator 8 channels) 40
0x0328–0x033F Reserved 24
0x0340–0x0367 PIT (periodic interrupt timer) 40
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
26 Freescale Semiconductor
NOTE
Reserved register space shown in Table 1-1 is not allocated to any module.
This register space is reserved for future use. Writing to these locations has
no effect. Read access to these locations returns zero.
1.1.5 Address Mapping
Figure 1-2 shows S12XS CPU and BDM local address translation to the global memory map. It indicates
also the location of the internal resources in the memory map.
0x0368–0x07FF Reserved 1176
Table 1-1. Device Register Memory Map (continued)
Address Module Size
(Bytes)
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 27
Figure 1-2. S12XS Family Global Memory Map
0x7F_FFFF
0x00_0000
0x13_FFFF
0x0F_FFFF
DFLASH
RAM
0x00_07FF
RPAGE
PPAGE 0x3F_FFFF
CPU and BDM
Local Memory Map Global Memory Map
FLASH
FLASHSIZE
Unimplemented
FLASH
0xFFFF Vectors
0xC000
0x8000
Unpaged
0x4000
0x1000
0x0000
16K FLASH window
0x2000
0x0800
8K RAM
4K RAM window
2K REGISTERS
16K FLASH
Unpaged
16K FLASH
2K REGISTERS
Unimplemented
RAM
Unimplemented
Space
RAM_LOW
FLASH_LOW
RAMSIZE
DF_HIGH
DFLASH
Resources
Reserved
EPAGE
1K DFLASH window
0x0C00
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
28 Freescale Semiconductor
Accessing the reserved area in the range of 0x0C00 to 0x0FFF will return undefined data values.
A CPU access to any unimplemented space causes an illegal address reset.
The range between 0x10_0000 and 0x13_FFFF is mapped to DFLASH (Data Flash). The DFLASH block
sizes are listed in Table 1-2.
Table 1-2. Derivative Dependent Memory Parameters of Device Internal Resources
1.1.6 Detailed Register Map
The detailed register map is listed in the appendix of the reference manual.
1.1.7 Part ID Assignments
The part ID is located in two 8-bit registers PARTIDH and PARTIDL (addresses 0x001A and 0x001B).
The read-only value is a unique part ID for each revision of the chip. Table 1-3 shows the assigned part ID
number and Mask Set number.
The Version ID is a word located in a flash information row at 0x40_00E8. The version ID number
indicates a specific version of internal NVM variables used to patch NVM errata. The default is no patch
(0xFFFF).
Device FLASH_LOW SIZE/
PPAGE1
1Number of 16K pages addressable via PPAGE register
RAM_LOW SIZE/
RPAGE2
2Number of 4K pages addressing the RAM via PPAGE register
DF_HIGH SIZE/
EPAGE3
3Number of 1K pages addressing the DFLASH via the EPAGE register starting upwards from 0x00
S12XS256 0x7C_0000 256K / 16 0x0F_D000 12K / 3 0x10_1FFF 8K / 8
S12XS128 0x7E_0000 128K / 8 0x0F_E000 8K / 2 0x10_1FFF 8K / 8
S12XS64 0x7F_0000 64K / 4 0x0F_F000 4K / 1 0x10_0FFF 4K / 4
Table 1-3. Assigned Part ID Numbers
Device Mask Set Number Part ID1
1The coding is as follows:
Bit 15-12: Major family identifier
Bit 11-6: Minor family identifier
Bit 5-4: Major mask set revision number including FAB transfers
Bit 3-0: Minor — non full — mask set revision
Version ID
MC9S12XS256 0M05M $C0C0 0xFFFF
MC9S12XS128 0M04M $C1C0 0xFFFF
1M04M $C1C1 0xFFFF
MC9S12XS64 0M04M $C1C0 0xFFFF
1M04M $C1C1 0xFFFF
Device Overview S12XS Family
S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.13
Freescale Semiconductor 29
1.2 Signal Description
This section describes signals that connect off-chip. It includes a pinout diagram, a table of signal
properties, and detailed discussion of signals. It is built from the signal description sections of the
individual IP blocks on the device.
1.2.1 Device Pinout
The XS family of devices offers pin-compatible packaged devices to assist with system development and
accommodate expansion of the application.
The S12XS family devices are offered in the following package options:
• 112-pin LQFP
• 80-pin QFP
• 64-pin LQFP