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2 / 268 page  www.national.com 2 Table of Contents 1.0 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.0 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.0 Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.1 CR16C CPU Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.2 Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.3 Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.4 Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.5 Interrupt Control Unit (ICU). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.6 Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.7 USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.8 CAN Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.9 Quad UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.10 Advanced Audio interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.11 CVSD/PCM Conversion Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.12 12-bit Analog to Digital Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.13 Random Number Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.14 Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.15 ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.16 Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.17 Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.18 Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.19 Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.20 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.21 DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.22 Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.23 Development Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4.0 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5.0 CPU Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.1 General-Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.2 Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3 Processor Status Register (PSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.4 Configuration Register (CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.5 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5.6 Stacks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.7 Instruction Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.0 Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.1 Operating Environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.2 Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.3 Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.4 BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.5 Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.0 System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.1 Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.2 Module Status Register (MSTAT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 7.3 Software Reset Register (SWRESET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8.0 Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.1 Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.2 Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.3 Flash Memory Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.4 Information Block Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8.5 Flash Memory Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.0 DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 9.1 Channel Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 9.2 Transfer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 9.3 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.4 Software DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.5 Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.6 DMA Controller Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 10.0 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10.1 Non-Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10.2 Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10.3 Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10.4 Maskable Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 10.5 Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 11.0 Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.1 External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 11.2 Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.3 Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.4 PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 11.5 System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.6 Auxiliary Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.7 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.8 External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 11.9 Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 12.0 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 12.1 Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 12.2 Power Save Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 12.3 Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 12.4 Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 12.5 High-Frequency Oscillator and PLL Control . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 12.6 Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 12.7 Switching Between Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 13.0 Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 13.1 Multi-Input Wake-Up Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 13.2 Programming Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 14.0 Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 14.1 Port Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 14.2 Open-Drain Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 15.0 12-Bit Analog to Digital Converter . . . . . . . . . . . . . . 71 15.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 15.2 Touchscreen Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 15.3 ADC Operation in Power-Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 15.4 Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 15.5 ADC Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 16.0 Random Number Generator (RNG) . . . . . . . . . . . . . 80 16.1 Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 16.2 Random Number Generator Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 17.0 USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 17.1 Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 17.2 Endpoint Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 17.3 USB Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 17.4 Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 18.0 CAN Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 18.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 18.2 Basic CAN Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 18.3 Message Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 18.4 Acceptance Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 18.5 Receive Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 18.6 Transmit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 18.7 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 18.8 Time Stamp Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 18.9 Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 18.10 CAN Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 18.11 System Start-Up and Multi-Input Wake-Up. . . . . . . . . . . . . . . . . 132 18.12 Usage Hint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 19.0 Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 19.1 Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 19.2 Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 19.3 Bit Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 19.4 Frame Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 19.5 Audio Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 19.6 Communication Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 19.7 Audio Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 20.0 CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 150 20.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 20.2 PCM Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 20.3 CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20.4 PCM to CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20.5 CVSD to PCM Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20.6 Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20.7 DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20.8 Freeze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 20.9 CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 21.0 UART Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 21.1 Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 21.2 UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 21.3 UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 21.4 Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 22.0 Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 22.1 Microwire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 22.2 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 22.3 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 22.4 Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 22.5 Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 23.0 ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 23.1 ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 23.2 ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 23.3 ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 23.4 Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 24.0 Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 184 24.1 TWM Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 24.2 Timer T0 Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 24.3 Watchdog Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 24.4 TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 24.5 Watchdog Programming Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 25.0 Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 25.1 Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 25.2 Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 25.3 Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 25.4 Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 25.5 Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 26.0 Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 26.1 VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 26.2 VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 27.0 Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 28.0 Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 29.0 Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 29.1 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 29.2 DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 29.3 USB Transceiver Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 235 29.4 ADC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 29.5 Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 29.6 Output Signal Levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 29.7 Clock and Reset Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 29.8 UART Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 29.9 I/O Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 29.10 Advanced Audio Interface (AAI) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 29.11 Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 29.12 ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 29.13 USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 29.14 Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 29.15 Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 29.16 External Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 30.0 Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 30.1 LQFP-128 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 30.2 LQFP-144 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 31.0 Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 32.0 Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 |
Similar Part No. - CP3UB26 |
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