ST7L05, ST7L09
8-bit MCU for automotive with single voltage Flash memory,
data EEPROM, ADC, timers, SPI
Features
■
Memories
– 1.5 Kbytes program memory: Single voltage
extended Flash (XFlash) with read-out protec-
tion capability, In-Application Programming
(IAP) and In-Circuit Programming (ICP) for
XFlash devices
– 128 bytes RAM
– 128 bytes data EEPROM with read-out pro-
tection, 300K Write/Erase cycles guaranteed
– XFlash and EEPROM data retention: 20
years at 55°C
Clock, Reset and Supply Management
– Clock sources: High precision internal RC os-
cillator or external clock
– PLL x8 for 8 MHz internal clock
– 4 Power Saving Modes: Halt, Active Halt, Wait
and Slow
Interrupt Management
– 10 interrupt vectors plus TRAP and RESET
– 4 external interrupt lines (on four vectors)
I/O Ports
– 13 multifunctional bidirectional I/O lines
– 9 alternate function lines
– 6 high sink outputs
2 Timers
– One 8-bit Lite Timer (LT) with prescaler in-
cluding: Watchdog, one realtime base and
one input capture
– One 12-bit Autoreload Timer (AT) with output
compare function and PWM
ST7L05
1.5 Kbytes Flash
128 bytes (64 bytes)
■
SO16
150mil
■
1 Communication Interface
– SPI synchronous serial interface
A/D Converter
– 8-bit resolution for 0 to V
DD
– 5 input channels
Instruction Set
– 8-bit data manipulation
– 63 basic instructions with illegal opcode de-
tection
– 17 main addressing modes
– 8 x 8 unsigned multiply instruction
Development Tools
– Full hardware/software development package
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■
■
■
■
■
Table 1. Device Summary
Features
Program Memory
RAM (stack)
Data EEPROM
Peripherals
Operating Supply
CPU Frequency
Operating Temperature
Packages
ST7L09
-
128 bytes
Lite Timer with Watchdog, Autoreload Timer with 1 PWM, SPI, 8-bit ADC
3.0 to 5.5V
Up to 8 MHz (with external resonator/clock or internal RC oscillator)
Up to -40 to +85°C, -40 to +105°C
SO16 150mil
Rev. 3
December 2006
1/104
1
Table of Contents
1 DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 REGISTER AND MEMORY MAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4 FLASH PROGRAM MEMORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
MAIN FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
PROGRAMMING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
ICC INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
MEMORY PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
RELATED DOCUMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5 DATA EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
MAIN FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
MEMORY ACCESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
ACCESS ERROR HANDLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
DATA EEPROM READ-OUT PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
REGISTER DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6 CENTRAL PROCESSING UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.2
6.3
MAIN FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
CPU REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7 SUPPLY, RESET AND CLOCK MANAGEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
7.1 INTERNAL RC OSCILLATOR ADJUSTMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
7.2
7.3
7.4
PHASE LOCKED LOOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
REGISTER DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
RESET SEQUENCE MANAGER (RSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8 INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.1 NON-MASKABLE SOFTWARE INTERRUPT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.2
8.3
EXTERNAL INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
PERIPHERAL INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
9 POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.2
9.3
9.4
SLOW MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
WAIT MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
ACTIVE HALT AND HALT MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10 I/O PORTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10.2 FUNCTIONAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10.3 UNUSED I/O PINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
104
10.4 LOW POWER MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
10.5 INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2/104
2
Table of Contents
10.6 I/O PORT IMPLEMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
11 ON-CHIP PERIPHERALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
11.1 LITE TIMER (LT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
11.2
12-BIT AUTORELOAD TIMER (AT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
11.3 SERIAL PERIPHERAL INTERFACE (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.4 8-BIT A/D CONVERTER (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
12 INSTRUCTION SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12.1 ST7 ADDRESSING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12.2 INSTRUCTION GROUPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
13 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
13.1 PARAMETER CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
13.2 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
13.3 OPERATING CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
13.4 SUPPLY CURRENT CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
13.5 CLOCK AND TIMING CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
13.6 MEMORY CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
13.7 EMC CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
13.8 I/O PORT PIN CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
13.9 CONTROL PIN CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
13.10 COMMUNICATION INTERFACE CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
13.11 8-BIT ADC CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
14 PACKAGE CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
14.1 PACKAGE MECHANICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
14.2 THERMAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
14.3 SOLDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
15 DEVICE CONFIGURATION AND ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
15.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
15.2 OPTION BYTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
15.3 FLASH DEVICE ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
15.4 TRANSFER OF CUSTOMER CODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
16 DEVELOPMENT TOOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
16.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
16.2 DEVELOPMENT AND DEBUGGING TOOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
16.3 PROGRAMMING TOOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
16.4 ORDER CODES FOR DEVELOPMENT AND PROGRAMMING TOOLS . . . . . . . . . . 101
16.5 ST7 APPLICATION NOTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
17 KNOWN LIMITATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.1 EXECUTION OF BTJX INSTRUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.2 IN-CIRCUIT PROGRAMMING OF DEVICES PREVIOUSLY PROGRAMMED WITH HARD-
WARE WATCHDOG OPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.3 IN-CIRCUIT DEBUGGING WITH HARDWARE WATCHDOG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.4 CLEARING ACTIVE INTERRUPTS OUTSIDE INTERRUPT ROUTINE . . . . . . . . . . . . 102
18 REVISION HISTORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
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3
Table of Contents
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Please also pay special attention to the Section
“KNOWN LIMITATIONS” on page 102.
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1
ST7L05, ST7L09
1 DESCRIPTION
The ST7L0x is a member of the ST7 microcontrol-
ler family suitable for automotive applications. All
ST7 devices are based on a common industry-
standard 8-bit core, featuring an enhanced instruc-
tion set.
The ST7L0x features Flash memory with byte-by-
byte In-Circuit Programming (ICP) and In-Applica-
tion Programming (IAP) capability.
Under software control, the ST7L0x devices can
be placed in WAIT, SLOW, or HALT mode, reduc-
ing power consumption when the application is in
idle or standby state.
The enhanced instruction set and addressing
modes of the ST7 offer both power and flexibility to
software developers, enabling the design of highly
efficient and compact application code. In addition
to standard 8-bit data management, all ST7 micro-
controllers feature true bit manipulation, 8 x 8 un-
signed multiplication and indirect addressing
modes.
For easy reference, all parametric data is found in
Section 13 on page 73.
Figure 1. General Block Diagram
1 MHz RC OSC
+
PLL x8
Internal
CLOCK
LITE TIMER
w/ WATCHDOG
V
DD
V
SS
RESET
POWER
SUPPLY
ADDRESS AND DATA BUS
PORT A
12-bit AUTO-
RELOAD TIMER
PA7:0
(8 bits)
CONTROL
8-bit CORE
ALU
FLASH
MEMORY
(1.5 Kbytes)
SPI
PB4:0
(5 bits)
PORT B
8-bit ADC
RAM
(128 bytes)
DATA EEPROM
(128 bytes)
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1