飞思卡尔MC9S12XS微控制器参考手册

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"飞思卡尔MC9S12XS系列微控制器的参考手册，涵盖了MC9S12XS家族的详细信息，包括MC9S12XS256、MC9S12XS128、MC9S12XS64等型号。手册包含了最新的更新，以确保提供最准确的信息，并提供了关于FTMR（Flash定时器模块）的部分，以及对XMMC、MCAN、PIM等模块的更新。文档还指出，CPU的相关信息需参考CPU12XV1在CPU12/CPU12X参考手册中的描述。" 飞思卡尔的MC9S12XS系列是基于HCS12微控制器架构的一系列芯片，该系列提供了不同内存容量的选项，如MC9S12XS256、MC9S12XS128和MC9S12XS64。这些微控制器专为需要高性能和高集成度的嵌入式应用设计，适用于汽车、工业控制、医疗设备等多个领域。参考手册详细介绍了MC9S12XS家族的所有构成模块，但CPU部分除外。CPU12XV1是了解CPU特性的关键参考，可在CPU12/CPU12X参考手册中找到。手册涵盖的模块包括但不限于： 1. **Flash定时器模块(FTMR)**：这是一个用于控制和保护内部Flash存储器的模块，可能包含编程和擦除操作的时序控制，以及错误检测和保护功能。 2. **XMMC模块**：这可能是扩展存储控制器，支持连接外部存储设备，如EEPROM、SRAM或其他类型的内存。 3. **MCAN模块**：这是符合Controller Area Network (CAN) 协议的通信模块，用于实现汽车和工业环境中的高效网络通信。 4. **PIM模块**：可能是外围接口模块，允许与各种外部设备进行数据交换，如传感器、执行器或其它微控制器。手册的修订历史显示，文档经过了多次更新以修正错误和增加新内容。例如，1.07版修正了112LQFP封装的引脚名称，1.08版去除了所有关于KGD（可能是指内建晶圆级封装）的引用，并更新了FERSTAT详细寄存器映射和VDDA/VDDX保护二极管的说明，而1.09版则更新了S12XEClock章节，反映了时钟系统的新特性或改进。飞思卡尔MC9S12XS系列的参考手册是一份详尽的技术文档，为开发者提供了全面的硬件设计和软件开发指导，帮助他们充分利用这些微控制器的强大功能。

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.09

16 Freescale Semiconductor

19.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

19.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557

19.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557

19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558

19.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558

19.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562

19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

19.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

19.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588

19.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

19.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

19.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

19.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

19.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

19.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 603

19.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

19.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

Chapter 20

64 KByte Flash Module (S12XFTMR64K1V1)

20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605

20.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

20.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607

20.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

20.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

20.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

20.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

20.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613

20.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633

20.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633

20.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638

20.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651

20.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

20.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

20.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

20.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

20.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

20.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

20.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

Appendix A

Electrical Characteristics

A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

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Freescale Semiconductor 17

A.1.1 Parameter Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

A.1.2 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

A.1.3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

A.1.4 Current Injection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

A.1.5 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

A.1.6 ESD Protection and Latch-up Immunity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658

A.1.7 Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

A.1.8 Power Dissipation and Thermal Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660

A.1.9 I/O Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664

A.1.10 Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667

A.2 ATD Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671

A.2.1 ATD Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671

A.2.2 Factors Influencing Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671

A.2.3 ATD Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

A.3 NVM, Flash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

A.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

A.3.2 NVM Reliability Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

A.4 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683

A.5 Output Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

A.5.1 Resistive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

A.5.2 Capacitive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

A.5.3 Chip Power-up and Voltage Drops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

A.6 Reset, Oscillator and PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.6.1 Startup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

A.6.2 Oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688

A.6.3 Phase Locked Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689

A.7 MSCAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691

A.8 SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

A.8.1 Master Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

A.8.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

Appendix B

Package Information

B.1 112-pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697

B.2 80-Pin QFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700

B.3 64-Pin LQFP Mechanical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703

Appendix C

PCB Layout Guidelines

C.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706

C.1.1 112-Pin LQFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707

C.1.2 80-Pin QFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708

C.1.3 64-Pin LQFP Recommended PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

S12XS Family Reference Manual, Rev. 1.09

Freescale Semiconductor 19

Chapter 1

Device Overview S12XS Family

1.1 Introduction

The new S12XS family of 16-bit micro controllers is a compatible, reduced version of the S12XE family.

These families provide an easy approach to develop common platforms from low-end to high-end

applications, minimizing the redesign of software and hardware.

Targeted at generic automotive applications and CAN nodes, some typical examples of these applications

are: Body Controllers, Occupant Detection, Door Modules, RKE Receivers, Smart Actuators, Lighting

Modules and Smart Junction Boxes amongst many others.

The S12XS family retains many of the features of the S12XE family including Error Correction Code

(ECC) on Flash memory, a separate Data-Flash Module for code or data storage, a Frequency Modulated

Locked Loop (IPLL) that improves the EMC performance and a fast ATD converter.

S12XS family delivers 32-bit performance with all the advantages and efﬁciencies of a 16-bit MCU while

retaining the low cost, power consumption, EMC and code-size efﬁciency advantages currently enjoyed

by users of Freescale’s existing 16-bit S12 and S12X MCU families. Like members of other S12X

families, the S12XS family runs 16-bit wide accesses without wait states for all peripherals and memories.

The S12XS family is available in 112-pin LQFP, 80-pin QFP, 64-pin LQFP package options and maintains

a high level of pin compatibility with the S12XE family. In addition to the I/O ports available in each

module, up to 18 further I/O ports are available with interrupt capability allowing Wake-Up from stop or

wait modes.

The peripheral set includes MSCAN, SPI, two SCIs, an 8-channel 24-bit periodic interrupt timer, 8-

channel 16-bit Timer, 8-channel PWM and up to 16- channel 12-bit ATD converter.

Software controlled peripheral-to-port routing enables access to a ﬂexible mix of the peripheral modules

in the lower pin count package options.

1.1.1 Features

Features of the S12XS Family are listed here. Please see Table D-1 for memory options and Table D-2 for

the peripheral features that are available on the different family members.

• 16-bit CPU12X

— Upward compatible with S12 instruction set with the exception of ﬁve Fuzzy instructions

(MEM, WAV, WAVR, REV, REVW) which have been removed

— Enhanced indexed addressing

— Access to large data segments independent of PPAGE

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