HCS12X
Microcontrollers
freescale.com
MC9S12XEP100
Reference Manual
Covers MC9S12XE Family
MC9S12XEP100RMV1
Rev. 1.25
02/2013
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This document contains information for the complete S12XE-Family and thus includes a set of separate
FTM 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 S12X CPU. For
S12X CPU information please refer to CPU12XV2 in the CPU12/CPU12X Reference Manual.
Revision History. Refer to module section revision history tables for more information.
Date Revision Description
Sep, 2008 1.18
Updated NVM timing parameter section for brownout case
Specified time delay from RESET to start of CPU code execution
Added NVM patch Part IDs
Enhanced ECT GPIO / timer function transitioning description
Dec, 2008 1.19
Updated 208MAPBGA thermal parameters
Revised TIM flag clearing procedure
Corrected CRG register address
Added maskset identifier suffix for ATMC fab
Fixed typos
Aug, 2009 1.20
Added 208MAPBGA disclaimer
Added VREAPI to PT5. Added LVR Note to electricals.
Updates to TIM/ECT/XGATE/SCI/MSCAN (see embedded rev. history)
Apr, 2010 1.21 FTM section (see FTM revision history)
PIM section (see PIM revision history)
May, 2010 1.22 ECT and TIM sections (see ECT, TIM revision history tables)
BDM Alternate clock source defined in device overview
Sep, 2010 1.23 Added S12XEG256 option. Updated MSCAN section
Aug, 2012 1.24
Added bandgap voltage to electricals
Added new maskset and Part ID numbers
Minor updates to MSCAN,SCI and S12XINT sections
Removed BGA disclaimer
Feb, 2013 1.25
Updated MSCAN section
Formatting updates and minor corrections in PWM, CRG, BDM, DBG sections
Updated Ordering Information
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 3
Chapter 1 Device Overview MC9S12XE-Family. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Chapter 2 Port Integration Module (S12XEP100PIMV1) . . . . . . . . . . . . . .89
Chapter 3 Memory Mapping Control (S12XMMCV4). . . . . . . . . . . . . . . .187
Chapter 4 Memory Protection Unit (S12XMPUV1) . . . . . . . . . . . . . . . . .227
Chapter 5 External Bus Interface (S12XEBIV4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
Chapter 6 Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
Chapter 7 Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . .279
Chapter 8 S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305
Chapter 9 Security (S12XE9SECV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347
Chapter 10 XGATE (S12XGATEV3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353
Chapter 11 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1) . . . . . .469
Chapter 12 Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .499
Chapter 13 Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1) . . . . . . . . . . . .503
Chapter 14 Enhanced Capture Timer (ECT16B8CV3). . . . . . . . . . . . . . . .527
Chapter 15 Inter-Integrated Circuit (IICV3) Block Description. . . . . . . . .579
Chapter 16 Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3) . . . . . . . .605
Chapter 17 Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B8CV2) . . . . . . . . . . . . . .659
Chapter 18 Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV2) . . . . . . . . . . . . . .677
Chapter 19 Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1) . . . . . . . . . . . . . .691
Chapter 20 Serial Communication Interface (S12SCIV5) . . . . . . . . . . . . .723
Chapter 21 Serial Peripheral Interface (S12SPIV5) . . . . . . . . . . . . . . . . . .761
Chapter 22 Timer Module (TIM16B8CV2) Block Description . . . . . . . . . .787
Chapter 23 Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . .815
Chapter 24 128 KByte Flash Module (S12XFTM128K2V1) . . . . . . . . . . . .832
Chapter 25 256 KByte Flash Module (S12XFTM256K2V1) . . . . . . . . . . . .891
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
4 Freescale Semiconductor
Chapter 26 384 KByte Flash Module (S12XFTM384K2V1) . . . . . . . . . . . .953
Chapter 27 512 KByte Flash Module (S12XFTM512K3V1) . . . . . . . . . . .1016
Chapter 28 768 KByte Flash Module (S12XFTM768K4V2) . . . . . . . . . . .1077
Chapter 29 1024 KByte Flash Module (S12XFTM1024K5V2) . . . . . . . . .1140
Appendix A Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1201
Appendix B Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1258
Appendix C PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1260
Appendix D Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1268
Appendix E Detailed Register Address Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1271
Appendix F Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1322
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Freescale Semiconductor 5
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6 Freescale Semiconductor
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Freescale Semiconductor 7
Chapter 1
Device Overview MC9S12XE-Family
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
1.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.1.4 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.1.5 Address Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
1.1.6 Detailed Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.1.7 Part ID Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
1.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.2.1 Device Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.2.2 Pin Assignment Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.2.3 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.2.4 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
1.3 System Clock Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.4.1 Chip Configuration Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.4.2 Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
1.4.3 Freeze Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.4.4 System States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
1.6 Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
1.6.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
1.6.2 Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
1.6.3 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
1.7 ADC0 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.7.1 External Trigger Input Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.7.2 ADC0 Channel[17] Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.8 ADC1 External Trigger Input Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.9 MPU Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.10 VREG Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.10.1 Temperature Sensor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.11 BDM Clock Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.12 S12XEPIM Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.13 Oscillator Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Chapter 2
Port Integration Module (S12XEPIMV1)
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
8 Freescale Semiconductor
2.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
2.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.3.3 Port A Data Register (PORTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3.4 Port B Data Register (PORTB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3.5 Port A Data Direction Register (DDRA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.3.6 Port B Data Direction Register (DDRB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.3.7 Port C Data Register (PORTC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.3.8 Port D Data Register (PORTD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.3.9 Port C Data Direction Register (DDRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.3.10 Port D Data Direction Register (DDRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.3.11 Port E Data Register (PORTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.3.12 Port E Data Direction Register (DDRE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.3.13 S12X_EBI ports, BKGD pin Pull-up Control Register (PUCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.3.14 S12X_EBI ports Reduced Drive Register (RDRIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.3.15 ECLK Control Register (ECLKCTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.3.16 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.3.17 IRQ Control Register (IRQCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.3.18 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.3.19 Port K Data Register (PORTK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.3.20 Port K Data Direction Register (DDRK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.3.21 Port T Data Register (PTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.3.22 Port T Input Register (PTIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.3.23 Port T Data Direction Register (DDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.3.24 Port T Reduced Drive Register (RDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.3.25 Port T Pull Device Enable Register (PERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.3.26 Port T Polarity Select Register (PPST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
2.3.27 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
2.3.28 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
2.3.29 Port S Data Register (PTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
2.3.30 Port S Input Register (PTIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.3.31 Port S Data Direction Register (DDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.3.32 Port S Reduced Drive Register (RDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.3.33 Port S Pull Device Enable Register (PERS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
2.3.34 Port S Polarity Select Register (PPSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
2.3.35 Port S Wired-Or Mode Register (WOMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.3.36 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.3.37 Port M Data Register (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
2.3.38 Port M Input Register (PTIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2.3.39 Port M Data Direction Register (DDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
2.3.40 Port M Reduced Drive Register (RDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2.3.41 Port M Pull Device Enable Register (PERM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 9
2.3.42 Port M Polarity Select Register (PPSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.3.43 Port M Wired-Or Mode Register (WOMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.3.44 Module Routing Register (MODRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
2.3.45 Port P Data Register (PTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
2.3.46 Port P Input Register (PTIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.3.47 Port P Data Direction Register (DDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2.3.48 Port P Reduced Drive Register (RDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.3.49 Port P Pull Device Enable Register (PERP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.3.50 Port P Polarity Select Register (PPSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.3.51 Port P Interrupt Enable Register (PIEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.3.52 Port P Interrupt Flag Register (PIFP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.3.53 Port H Data Register (PTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.3.54 Port H Input Register (PTIH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.3.55 Port H Data Direction Register (DDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.3.56 Port H Reduced Drive Register (RDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
2.3.57 Port H Pull Device Enable Register (PERH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.3.58 Port H Polarity Select Register (PPSH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.3.59 Port H Interrupt Enable Register (PIEH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
2.3.60 Port H Interrupt Flag Register (PIFH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
2.3.61 Port J Data Register (PTJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
2.3.62 Port J Input Register (PTIJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
2.3.63 Port J Data Direction Register (DDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
2.3.64 Port J Reduced Drive Register (RDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
2.3.65 Port J Pull Device Enable Register (PERJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
2.3.66 Port J Polarity Select Register (PPSJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
2.3.67 Port J Interrupt Enable Register (PIEJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.3.68 Port J Interrupt Flag Register (PIFJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.3.69 Port AD0 Data Register 0 (PT0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
2.3.70 Port AD0 Data Register 1 (PT1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
2.3.71 Port AD0 Data Direction Register 0 (DDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
2.3.72 Port AD0 Data Direction Register 1 (DDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
2.3.73 Port AD0 Reduced Drive Register 0 (RDR0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
2.3.74 Port AD0 Reduced Drive Register 1 (RDR1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
2.3.75 Port AD0 Pull Up Enable Register 0 (PER0AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
2.3.76 Port AD0 Pull Up Enable Register 1 (PER1AD0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.3.77 Port AD1 Data Register 0 (PT0AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.3.78 Port AD1 Data Register 1 (PT1AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
2.3.79 Port AD1 Data Direction Register 0 (DDR0AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
2.3.80 Port AD1 Data Direction Register 1 (DDR1AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
2.3.81 Port AD1 Reduced Drive Register 0 (RDR0AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
2.3.82 Port AD1 Reduced Drive Register 1 (RDR1AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
2.3.83 Port AD1 Pull Up Enable Register 0 (PER0AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.3.84 Port AD1 Pull Up Enable Register 1 (PER1AD1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.3.85 Port R Data Register (PTR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.3.86 Port R Input Register (PTIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
10 Freescale Semiconductor
2.3.87 Port R Data Direction Register (DDRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
2.3.88 Port R Reduced Drive Register (RDRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
2.3.89 Port R Pull Device Enable Register (PERR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
2.3.90 Port R Polarity Select Register (PPSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
2.3.91 PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
2.3.92 Port R Routing Register (PTRRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
2.3.93 Port L Data Register (PTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
2.3.94 Port L Input Register (PTIL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
2.3.95 Port L Data Direction Register (DDRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
2.3.96 Port L Reduced Drive Register (RDRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
2.3.97 Port L Pull Device Enable Register (PERL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
2.3.98 Port L Polarity Select Register (PPSL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
2.3.99 Port L Wired-Or Mode Register (WOML) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
2.3.100Port L Routing Register (PTLRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
2.3.101Port F Data Register (PTF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
2.3.102Port F Input Register (PTIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
2.3.103Port F Data Direction Register (DDRF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
2.3.104Port F Reduced Drive Register (RDRF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
2.3.105Port F Pull Device Enable Register (PERF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
2.3.106Port F Polarity Select Register (PPSF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
2.3.107PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
2.3.108Port F Routing Register (PTFRR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.4.3 Pins and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
2.4.4 Pin interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
2.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
2.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Chapter 3
Memory Mapping Control (S12XMMCV4)
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.1.1 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.1.3 S12X Memory Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
3.4.1 MCU Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
3.4.2 Memory Map Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 11
3.4.3 Chip Access Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.4.4 Chip Bus Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
3.5.1 CALL and RTC Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
3.5.2 Port Replacement Registers (PRRs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.5.3 On-Chip ROM Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Chapter 4
Memory Protection Unit (S12XMPUV1)
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4.1.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
4.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.3.1 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.4.1 Protection Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.4.2 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
4.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
4.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Chapter 5
External Bus Interface (S12XEBIV4)
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.1.1 Glossary or Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
5.4.1 Operating Modes and External Bus Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
5.4.2 Internal Visibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.4.3 Accesses to Port Replacement Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.4.4 Stretched External Bus Accesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.4.5 Data Select and Data Direction Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.4.6 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5.1 Normal Expanded Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5.2 Emulation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
12 Freescale Semiconductor
Chapter 6
Interrupt (S12XINTV2)
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
6.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
6.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
6.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
6.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
6.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
6.4.1 S12X Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
6.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
6.4.3 XGATE Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
6.4.4 Priority Decoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
6.4.5 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
6.4.6 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
6.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
6.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
6.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
6.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Chapter 7
Background Debug Module (S12XBDMV2)
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
7.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
7.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
7.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
7.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
7.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
7.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
7.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
7.3.3 Family ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
7.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
7.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
7.4.2 Enabling and Activating BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
7.4.3 BDM Hardware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
7.4.4 Standard BDM Firmware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
7.4.5 BDM Command Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
7.4.6 BDM Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
7.4.7 Serial Interface Hardware Handshake Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
7.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
7.4.9 SYNC — Request Timed Reference Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 13
7.4.10 Instruction Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
7.4.11 Serial Communication Time Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
Chapter 8
S12X Debug (S12XDBGV3) Module
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
8.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
8.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
8.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
8.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
8.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
8.4.1 S12XDBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
8.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
8.4.3 Trigger Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
8.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
8.4.5 Trace Buffer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
8.4.6 Tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
8.4.7 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Chapter 9
Security (S12XE9SECV2)
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
9.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
9.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.1.3 Securing the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.1.4 Operation of the Secured Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
9.1.5 Unsecuring the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
9.1.6 Reprogramming the Security Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
9.1.7 Complete Memory Erase (Special Modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Chapter 10
XGATE (S12XGATEV3)
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
10.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
10.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
10.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
10.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
14 Freescale Semiconductor
10.3.1 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
10.4.1 XGATE RISC Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
10.4.2 Programmer’s Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
10.4.3 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.4.4 Semaphores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
10.4.5 Software Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
10.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.5.1 Incoming Interrupt Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.5.2 Outgoing Interrupt Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.6 Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.6.1 Debug Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.6.2 Leaving Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
10.7 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
10.8 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
10.8.1 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
10.8.2 Instruction Summary and Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
10.8.3 Cycle Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
10.8.4 Thread Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
10.8.5 Instruction Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
10.8.6 Instruction Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
10.9 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
10.9.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
10.9.2 Code Example (Transmit "Hello World!" on SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
10.9.3 Stack Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Chapter 11
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRGV1)
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
11.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
11.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
11.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
11.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
11.2.1 VDDPLL, VSSPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
11.2.2 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
11.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
11.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
11.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
11.4.1 Functional Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
11.4.2 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
11.4.3 Low Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
11.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
11.5.1 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
11.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 15
11.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
Chapter 12
Pierce Oscillator (S12XOSCLCPV2)
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
12.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
12.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
12.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
12.2.1 VDDPLL and VSSPLL — Operating and Ground Voltage Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
12.2.2 EXTAL and XTAL — Input and Output Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
12.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
12.4.1 Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
12.4.2 Clock Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
12.4.3 Wait Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
12.4.4 Stop Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
Chapter 13
Analog-to-Digital Converter (ADC12B16CV1)
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
13.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
13.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
13.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
13.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
13.2.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
13.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
13.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
13.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
13.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
13.4.1 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
13.4.2 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
13.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
13.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Chapter 14
Enhanced Capture Timer (ECT16B8CV3)
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
14.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
14.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
14.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
14.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
14.2.1 IOC7 — Input Capture and Output Compare Channel 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
14.2.2 IOC6 — Input Capture and Output Compare Channel 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
16 Freescale Semiconductor
14.2.3 IOC5 — Input Capture and Output Compare Channel 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.2.4 IOC4 — Input Capture and Output Compare Channel 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.2.5 IOC3 — Input Capture and Output Compare Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.2.6 IOC2 — Input Capture and Output Compare Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.2.7 IOC1 — Input Capture and Output Compare Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.2.8 IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
14.4.1 Enhanced Capture Timer Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573
14.4.2 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
14.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
Chapter 15
Inter-Integrated Circuit (IICV3) Block Description
15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579
15.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579
15.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
15.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
15.2.1 IIC_SCL — Serial Clock Line Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
15.2.2 IIC_SDA — Serial Data Line Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
15.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
15.3.1 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
15.4.1 I-Bus Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
15.4.2 Operation in Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
15.4.3 Operation in Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
15.4.4 Operation in Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
15.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
15.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
15.7 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
15.7.1 IIC Programming Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
Chapter 16
Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3)
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
16.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
16.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
16.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
16.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
16.2.1 RXCAN — CAN Receiver Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 17
16.2.2 TXCAN — CAN Transmitter Output Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
16.2.3 CAN System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
16.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
16.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
16.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
16.3.3 Programmer’s Model of Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630
16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
16.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
16.4.2 Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
16.4.3 Identifier Acceptance Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
16.4.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
16.4.5 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652
16.4.6 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656
16.4.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656
16.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
16.5.1 MSCAN initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
16.5.2 Bus-Off Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
Chapter 17
Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B8CV2)
17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
17.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
17.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
17.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
17.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
17.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
17.3 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
17.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671
17.4.1 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
17.4.2 Interrupt Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
17.4.3 Hardware Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
17.5 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
17.5.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
17.5.2 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
17.5.3 Flag Clearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
17.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
Chapter 18
Periodic Interrupt Timer (S12PIT24B4CV2)
18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
18.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
18.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
18.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
18.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
18 Freescale Semiconductor
18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
18.3 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687
18.4.1 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687
18.4.2 Interrupt Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.4.3 Hardware Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.5 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.5.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.5.2 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.5.3 Flag Clearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
18.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690
Chapter 19
Pulse-Width Modulator (S12PWM8B8CV1)
19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
19.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
19.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
19.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
19.2.1 PWM7 — PWM Channel 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
19.2.2 PWM6 — PWM Channel 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.3 PWM5 — PWM Channel 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.4 PWM4 — PWM Channel 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.5 PWM3 — PWM Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.6 PWM3 — PWM Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.7 PWM3 — PWM Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.2.8 PWM3 — PWM Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694
19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
19.4.1 PWM Clock Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
19.4.2 PWM Channel Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712
19.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720
19.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721
Chapter 20
Serial Communication Interface (S12SCIV5)
20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
20.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
20.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
20.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
20.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
20.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 19
20.2.1 TXD — Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
20.2.2 RXD — Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
20.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
20.3.1 Module Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726
20.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
20.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
20.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
20.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
20.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741
20.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
20.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
20.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
20.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756
20.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
20.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
20.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
20.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
20.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758
20.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
20.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
Chapter 21
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)
21.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761
21.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761
21.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761
21.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761
21.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762
21.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763
21.2.1 MOSI — Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763
21.2.2 MISO — Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763
21.2.3 SS — Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764
21.2.4 SCK — Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764
21.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764
21.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764
21.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
21.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773
21.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774
21.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775
21.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776
21.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781
21.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782
21.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783
21.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
20 Freescale Semiconductor
Chapter 22
Timer Module (TIM16B8CV2) Block Description
22.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787
22.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788
22.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788
22.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
22.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.1 IOC7 — Input Capture and Output Compare Channel 7 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.2 IOC6 — Input Capture and Output Compare Channel 6 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.3 IOC5 — Input Capture and Output Compare Channel 5 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.4 IOC4 — Input Capture and Output Compare Channel 4 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.5 IOC3 — Input Capture and Output Compare Channel 3 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.6 IOC2 — Input Capture and Output Compare Channel 2 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791
22.2.7 IOC1 — Input Capture and Output Compare Channel 1 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792
22.2.8 IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 0 Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792
22.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792
22.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792
22.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792
22.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809
22.4.1 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810
22.4.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
22.4.3 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
22.4.4 Pulse Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812
22.4.5 Event Counter Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812
22.4.6 Gated Time Accumulation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813
22.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813
22.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813
22.6.1 Channel [7:0] Interrupt (C[7:0]F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
22.6.2 Pulse Accumulator Input Interrupt (PAOVI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
22.6.3 Pulse Accumulator Overflow Interrupt (PAOVF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
22.6.4 Timer Overflow Interrupt (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
Chapter 23
Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1)
23.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
23.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
23.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
23.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816
23.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
23.2.1 VDDR — Regulator Power Input Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
23.2.2 VDDA, VSSA — Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
23.2.3 VDD, VSS — Regulator Output1 (Core Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
23.2.4 VDDF — Regulator Output2 (NVM Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
23.2.5 VDDPLL, VSSPLL — Regulator Output3 (PLL) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 21
23.2.6 VDDX — Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
23.2.7 VREGEN — Optional Regulator Enable Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
23.2.8 VREG_API — Optional Autonomous Periodical Interrupt Output Pin . . . . . . . . . . . . . . 819
23.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
23.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820
23.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820
23.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
23.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
23.4.2 Regulator Core (REG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
23.4.3 Low-Voltage Detect (LVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
23.4.4 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
23.4.5 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
23.4.6 HTD - High Temperature Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
23.4.7 Regulator Control (CTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
23.4.8 Autonomous Periodical Interrupt (API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
23.4.9 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828
23.4.10Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828
23.4.11Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828
Chapter 24
128 KByte Flash Module (S12XFTM128K2V1)
24.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832
24.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832
24.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833
24.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834
24.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835
24.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836
24.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836
24.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841
24.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862
24.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862
24.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867
24.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887
24.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888
24.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888
24.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888
24.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889
24.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
24.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
24.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
Chapter 25
256 KByte Flash Module (S12XFTM256K2V1)
25.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
22 Freescale Semiconductor
25.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892
25.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893
25.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
25.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895
25.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896
25.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896
25.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901
25.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922
25.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922
25.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 927
25.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948
25.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949
25.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949
25.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949
25.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950
25.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 951
25.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951
25.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951
Chapter 26
384 KByte Flash Module (S12XFTM384K2V1)
26.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953
26.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
26.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955
26.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956
26.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957
26.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958
26.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958
26.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963
26.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984
26.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984
26.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989
26.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011
26.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
26.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
26.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
26.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013
26.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . 1014
26.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014
26.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014
Chapter 27
512 KByte Flash Module (S12XFTM512K3V1)
27.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 23
27.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016
27.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017
27.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018
27.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019
27.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1020
27.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1020
27.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1025
27.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046
27.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046
27.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1051
27.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072
27.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
27.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
27.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
27.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074
27.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . 1075
27.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075
27.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075
Chapter 28
768 KByte Flash Module (S12XFTM768K4V2)
28.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077
28.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078
28.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1079
28.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1080
28.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1081
28.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082
28.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082
28.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087
28.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1108
28.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1108
28.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113
28.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1135
28.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136
28.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136
28.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136
28.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1137
28.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . 1138
28.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1138
28.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1138
Chapter 29
1024 KByte Flash Module (S12XFTM1024K5V2)
29.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1140
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
24 Freescale Semiconductor
29.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1140
29.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1141
29.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142
29.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143
29.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144
29.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144
29.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150
29.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171
29.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171
29.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1176
29.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197
29.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198
29.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198
29.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198
29.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1199
29.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
29.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
29.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
Appendix A
Electrical Characteristics
A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201
A.1.1 Parameter Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201
A.1.2 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201
A.1.3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1202
A.1.4 Current Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203
A.1.5 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203
A.1.6 ESD Protection and Latch-up Immunity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204
A.1.7 Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206
A.1.8 Power Dissipation and Thermal Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1207
A.1.9 I/O Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1209
A.1.10 Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214
A.2 ATD Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219
A.2.1 ATD Operating Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219
A.2.2 Factors Influencing Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219
A.2.3 ATD Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1221
A.3 NVM, Flash and Emulated EEPROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224
A.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224
A.3.2 NVM Reliability Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1231
A.4 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234
A.5 Output Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235
A.5.1 Resistive Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235
A.5.2 Capacitive Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235
A.5.3 Chip Power-up and Voltage Drops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235
A.6 Reset, Oscillator and PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 25
A.6.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236
A.6.2 Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238
A.6.3 Phase Locked Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1239
A.7 External Interface Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1241
A.7.1 MSCAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1241
A.7.2 SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1241
A.7.3 External Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247
Appendix B
Package Information
B.1 208 MAPBGA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259
B.2 144-Pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259
B.3 112-Pin LQFP Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1261
B.4 80-Pin QFP Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262
Appendix C
PCB Layout Guidelines
Appendix D
Derivative Differences
D.1 Memory Sizes and Package Options S12XE - Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1268
D.2 Pinout explanations: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1270
Appendix E
Detailed Register Address Map
Appendix F
Ordering Information
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
26 Freescale Semiconductor
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 27
Chapter 1
Device Overview MC9S12XE-Family
1.1 Introduction
The MC9S12XE-Family of micro controllers is a further development of the S12XD-Family including
new features for enhanced system integrity and greater functionality. These new features include a
Memory Protection Unit (MPU) and Error Correction Code (ECC) on the Flash memory together with
enhanced EEPROM functionality (EEE), an enhanced XGATE, an Internally filtered, frequency
modulated Phase Locked Loop (IPLL) and an enhanced ATD. The E-Family extends the S12X product
range up to 1MB of Flash memory with increased I/O capability in the 208-pin version of the flagship
MC9S12XE100.
The MC9S12XE-Family delivers 32-bit performance with all the advantages and efficiencies of a 16 bit
MCU. It retains the low cost, power consumption, EMC and code-size efficiency advantages currently
enjoyed by users of Freescale’s existing 16-Bit MC9S12 and S12X MCU families. There is a high level of
compatibility between the S12XE and S12XD families.
The MC9S12XE-Family features an enhanced version of the performance-boosting XGATE co-processor
which is programmable in “C” language and runs at twice the bus frequency of the S12X with an
instruction set optimized for data movement, logic and bit manipulation instructions and which can service
any peripheral module on the device. The new enhanced version has improved interrupt handling
capability and is fully compatible with the existing XGATE module.
The MC9S12XE-Family is composed of standard on-chip peripherals including up to 64Kbytes of RAM,
eight asynchronous serial communications interfaces (SCI), three serial peripheral interfaces (SPI), an 8-
channel IC/OC enhanced capture timer (ECT), two 16-channel, 12-bit analog-to-digital converters, an 8-
channel pulse-width modulator (PWM), five CAN 2.0 A, B software compatible modules (MSCAN12),
two inter-IC bus blocks (IIC), an 8-channel 24-bit periodic interrupt timer (PIT) and an 8-channel 16-bit
standard timer module (TIM).
The MC9S12XE-Family uses 16-bit wide accesses without wait states for all peripherals and memories.
The non-multiplexed expanded bus interface available on the 144/208-Pin versions allows an easy
interface to external memories.
In addition to the I/O ports available in each module, up to 26 further I/O ports are available with interrupt
capability allowing Wake-Up from STOP or WAIT modes. The MC9S12XE-Family is available in 208-
Pin MAPBGA, 144-Pin LQFP, 112-Pin LQFP or 80-Pin QFP options.
1.1.1 Features
Features of the MC9S12XE-Family are listed here. Please see Table D-2.for memory options and Table D-
2. for the peripheral features that are available on the different family members.
Chapter 1 Device Overview MC9S12XE-Family
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
28 Freescale Semiconductor
• 16-Bit CPU12X
— Upward compatible with MC9S12 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
• INT (interrupt module)
— Eight levels of nested interrupts
— Flexible assignment of interrupt sources to each interrupt level.
— External non-maskable high priority interrupt (XIRQ)
— Internal non-maskable high priority Memory Protection Unit interrupt
— Up to 24 pins on ports J, H and P configurable as rising or falling edge sensitive interrupts
• EBI (external bus interface)(available in 208-Pin and 144-Pin packages only)
— Up to four chip select outputs to select 16K, 1M, 2M and up to 4MByte address spaces
— Each chip select output can be configured to complete transaction on either the time-out of one
of the two wait state generators or the deassertion of EWAIT signal
• MMC (module mapping control)
• DBG (debug module)
— Monitoring of CPU and/or XGATE busses 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)
• MPU (memory protection unit)
— 8 address regions definable per active program task
— Address range granularity as low as 8-bytes
— No write / No execute Protection Attributes
— Non-maskable interrupt on access violation
• XGATE
— Programmable, high performance I/O coprocessor module
— Transfers data to or from all peripherals and RAM without CPU intervention or CPU wait states
— Performs logical, shifts, arithmetic, and bit operations on data
— Can interrupt the HCS12X CPU signalling transfer completion
— Triggers from any hardware module as well as from the CPU possible
— Two interrupt levels to service high priority tasks
— Hardware support for stack pointer initialisation
• 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)
Chapter 1 Device Overview MC9S12XE-Family
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 29
— 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
— 128K, 256k, 384K, 512K, 768K and 1M byte Flash
— 2K, 4K byte emulated EEPROM
— 12K, 16K, 24K, 32K, 48K and 64K Byte RAM
• 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
• D-Flash Features
— Up to 32 Kbytes of D-Flash memory with 256 byte sectors for user access.
— Dedicated commands to control access to the D-Flash memory over EEE operation.
— Single bit fault correction and double bit fault detection within a word during read operations.
— Automated program and erase algorithm with verify and generation of ECC parity bits.
— Fast sector erase and word program operation.
— Ability to program up to four words in a burst sequence
• Emulated EEPROM Features
— Automatic EEE file handling using an internal Memory Controller.
— Automatic transfer of valid EEE data from D-Flash memory to buffer RAM on reset.
— Ability to monitor the number of outstanding EEE related buffer RAM words left to be
programmed into D-Flash memory.
— Ability to disable EEE operation and allow priority access to the D-Flash memory.
— Ability to cancel all pending EEE operations and allow priority access to the D-Flash memory.
• Two 16-channel, 12-bit Analog-to-Digital Converters
— 8/10/12 Bit resolution
—3µs, 10-bit single conversion time
— Left/right, signed/unsigned 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
• Five MSCAN (1 M bit per second, CAN 2.0 A, B software compatible modules)
— Five receive and three transmit buffers
Chapter 1 Device Overview MC9S12XE-Family
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
30 Freescale Semiconductor
— Flexible identifier filter programmable as 2 x 32 bit, 4 x 16 bit, or 8x8bit
— Four separate interrupt channels for Rx, Tx, error, and wake-up
— Low-pass filter wake-up function
— Loop-back for self-test operation
• ECT (enhanced capture timer)
— 8 x 16-bit channels for input capture or output compare
— 16-bit free-running counter with 8-bit precision prescaler
— 16-bit modulus down counter with 8-bit precision prescaler
— Four 8-bit or two 16-bit pulse accumulators
• 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 eight timers with independent time-out periods
— Time-out periods selectable between 1 and 224 bus clock cycles
— Time-out interrupt and peripheral triggers
• 8 PWM (pulse-width modulator) channels
— 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
— Fast emergency shutdown input
• Three Serial Peripheral Interface Modules (SPI)
— Configurable for 8 or 16-bit data size
• Eight Serial Communication Interfaces (SCI)
— Standard mark/space non-return-to-zero (NRZ) format
— Selectable IrDA 1.4 return-to-zero-inverted (RZI) format with programmable pulse widths
• Two Inter-IC bus (IIC) Modules
— Multi-master operation
— Software programmable for one of 256 different serial clock frequencies
— Broadcast mode support
— 10-bit address support
• 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
— 3.3V and 5V range operation
— Low-voltage reset (LVR)
Chapter 1 Device Overview MC9S12XE-Family
MC9S12XE-Family Reference Manual Rev. 1.25
Freescale Semiconductor 31
• Low-power wake-up timer (API)
— Available in all modes including Full Stop Mode
— Trimmable to +-5% accuracy
— Time-out periods range from 0.2ms to ~13s with a 0.2ms resolution
• Input/Output
— Up to 152 general-purpose input/output (I/O) pins plus 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
— 208-pin MAPBGA
— 144-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
— 112-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
— 80-pin quad flat-pack (QFP)
• 50MHz maximum CPU bus frequency, 100MHz maximum XGATE bus frequency
1.1.2 Modes of Operation
Memory map and bus interface modes:
• Normal and emulation operating modes
— Normal single-chip mode
— Normal expanded mode
— Emulation of single-chip mode
— Emulation of expanded mode
• Special Operating Modes
— Special single-chip mode with active background debug mode
— Special test mode (Freescale use only)
Low-power modes:
• System stop modes
— Pseudo stop mode
— Full stop mode with fast wake-up option
• System wait mode
Operating system states
• Supervisor state
• User state