UPSD33xx
Turbo series
fast 8032 MCU with programmable logic
Features
■
Fast 8-bit Turbo 8032 MCU, 40 MHz
– Advanced core, 4-clocks per instruction
– 10 MIPs, peak performance at 40 MHz
(5 V)
– JTAG debug and in-system programming
– Branch cache and6 instruction prefetch
queue
– Dual XDATA pointers with auto increment
and decrement
– Compatible with 3rd party 8051 tools
Dual Flash memories with memory
management
– Place either memory into 8032 program
address space or data address space
– Read-while-write operation for in-
application programming and EEPROM
emulation
– Single voltage program and erase
– 100K guaranteed erase cycles, 15-year
retention
Clock, reset, and supply management
– Flexible 8-level CPU clock divider register
– Normal, Idle, and Power-down modes
– Power-on and low voltage reset supervisor
– Programmable watchdog timer
Programmable logic, general purpose
– 16 macrocells
– Create shifters, state machines, chip-
selects, glue-logic to keypads, panels,
LCDs, others
■
■
LQFP52 (T) 52-lead, thin, quad, Flat
LQFP80 (U) 80-lead, thin, quad, flat
■
Packages are ECOPACK
®
Communication interfaces
– I
2
C master/slave controller, 833 kHz
– SPI master controller, 10 MHz
– Two UARTs with independent baud rate
– IrDA protocol support up to 115 Kbaud
– Up to 46 I/O, 5 V tolerant on 3.3 V
UPSD33xxV
A/D converter
– Eight channels, 10-bit resolution, 6 µs
Timers and interrupts
– Three 8032 standard 16-bit timers
– Programmable counter array (PCA), six 16-
bit modules for PWM/CAPCOM/timers
– 8/10/16-bit PWM operation
– 11 interrupt sources with two external
interrupt pins
Operating voltage source (±10%)
– 5 V devices use both 5.0 V and 3.3 V
– 3.3 V devices use only 3.3 V source
■
■
■
■
■
Table 1.
Device summary
Reference
UPSD33xx
UPSD3312DV, UPSD3333DV, UPSD3334DV, UPSD3354DV
Part number
UPSD3312D, UPSD3333D, UPSD3334D, UPSD3354D
May 2009
Doc ID 9685 Rev 7
1/272
www.st.com
1
Contents
UPSD33xx
Contents
1
2
3
4
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
UPSD33xx hardware description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1
Internal memory (MCU, standard 8032 memory: DATA, IDATA, SFR) . . . 29
4.1.1
4.1.2
4.1.3
DATA memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
IDATA memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
SFR memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2
External memory (PSD module: program memory, data memory) . . . . . 29
4.2.1
4.2.2
4.2.3
Program memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Data memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Memory placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5
8032 MCU core performance enhancements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.1
5.2
5.3
Pre-Fetch Queue (PFQ) and Branch Cache (BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
PFQ example, multi-cycle instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Aggregate performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6
7
MCU module description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8032 MCU registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
Stack Pointer (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Data Pointer (DPTR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Program Counter (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Accumulator (ACC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
B register (B) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
General purpose registers (R0 - R7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Program Status Word (PSW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
7.7.1
7.7.2
7.7.3
Carry flag (CY) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Auxiliary Carry flag (AC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
General purpose flag (F0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Doc ID 9685 Rev 7
2/272
UPSD33xx
7.7.4
7.7.5
7.7.6
Contents
Register bank select flags (RS1, RS0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Overflow flag (OV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Parity flag (P) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
8
9
Special function registers (SFR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
8032 addressing modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
Register addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Direct addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Register indirect addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Immediate addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
External direct addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
External indirect addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Indexed addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Relative addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Absolute addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Long addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Bit addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
10
11
UPSD33xx instruction set summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Dual data pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
11.1
11.2
Data Pointer Control register, DPTC (85h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Data Pointer Mode register, DPTM (86h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
11.2.1
Firmware example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12
13
Debug unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Interrupt system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
13.1
Individual interrupt sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
13.1.1
13.1.2
13.1.3
13.1.4
13.1.5
13.1.6
External interrupts Int0 and Int1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Timer 0 and 1 overflow interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Timer 2 overflow interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
UART0 and UART1 interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
SPI interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
I
2
C interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
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3/272
Contents
13.1.7
13.1.8
UPSD33xx
ADC interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
PCA interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
14
MCU clock generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
14.1
14.2
MCU_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
PERIPH_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
14.2.1
JTAG interface clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
15
Power saving modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
15.1
15.2
15.3
Idle mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Power-down mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Reduced frequency mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
16
17
Oscillator and external components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
I/O ports of MCU module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
17.1
MCU port operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
17.1.1
17.1.2
17.1.3
17.1.4
GPIO function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
GPIO output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
GPIO input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Alternate functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
18
MCU bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
18.1
18.2
18.3
Bus read cycles (PSEN or RD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Bus write cycles (WR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Controlling the PFQ and BC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
19
Supervisory functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
External reset input pin, RESET_IN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Low V
CC
voltage detect, LVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Power-up reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
JTAG debug Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Watchdog timer (WDT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
19.5.1
Firmware example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
20
Standard 8032 timer/counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4/272
Doc ID 9685 Rev 7
UPSD33xx
Contents
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
Standard timer SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Clock sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
SFR, TCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
SFR, TMOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Timer 0 and Timer 1 operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
20.5.1
20.5.2
20.5.3
20.5.4
Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Mode 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
20.6
Timer 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
20.6.1
20.6.2
20.6.3
Capture mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Auto-reload mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Baud rate generator mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
21
Serial UART interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
21.1
UART operation modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
21.1.1
21.1.2
21.1.3
21.1.4
21.1.5
Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Mode 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Multiprocessor communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
21.2
21.3
Serial port control registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
UART baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
21.3.1
21.3.2
Using Timer 1 to generate baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Using Timer/Counter 2 to generate baud rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
21.4
21.5
21.6
More about UART mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
More about UART mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
More about UART modes 2 and 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
22
IrDA interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
22.1
Pulse width selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
23
I
2
C interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
23.1
23.2
23.3
I2C interface main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Communication flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Doc ID 9685 Rev 7
5/272
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