FlashFlex51 MCU
SST89C54 / SST89C58
SST89C5xFlashFlex51 MCU
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FEATURES:
• 8-bit 8051-Compatible Microcontroller (MCU)
with Embedded SuperFlash Memory
– Fully Software Compatible
– Development Toolset Compatible
– Pin-For-Pin Package Compatible
• SST89C54/58 Operation
– 0 to 33MHz at 5V
• 256 Bytes Internal RAM
• Dual Block SuperFlash EEPROM
– SST89C58:
32 KByte primary block (128-Byte sector size) +
4 KByte secondary block (64-Byte sector size)
– SST89C54:
16 KByte primary block (128-Byte sector size) +
4 KByte secondary block (64-Byte sector size)
– Individual Block Security Lock with SoftLock
– Concurrent Operation during
In-Application Programming (IAP)
– Memory Overlay for Interrupt Support
during IAP
• Support External Address Range up to 64
KByte of Program and Data Memory
• Three High Current Drive Ports (16 mA each)
• Three 16-bit Timers/Counters
• Full-Duplex Serial Port (UART)
• Six Interrupt Sources at 2 Priority Levels
• Programmable Watchdog Timer (WDT)
• Four 8-bit I/O Ports (32 I/O Pins)
• TTL- and CMOS-Compatible Logic Levels
• Low Power Modes
– Power-down Mode with External Interrupt Wake-up
– Standby (Stop Clock)
• Low Voltage at 2.7V (0 to 12MHz)
• Temperature Ranges:
– Commercial (0°C to +70°C)
– Industrial (-40°C to +85°C)
• PDIP-40, PLCC-44 and TQFP-44 Packages
PRODUCT DESCRIPTION
The SST89C54 and SST89C58 are members of the
FlashFlex51 family of 8-bit microcontroller products
designed and manufactured with SST’s patented and
proprietary SuperFlash CMOS semiconductor process
technology. The split-gate cell design and thick-oxide tun-
neling injector offer significant cost and reliability benefits
for our customers. The devices use the 8051 instruction
set and are pin-for-pin compatible with standard 8051
microcontroller devices.
The devices come with 20/36 KByte of on-chip flash
EEPROM program memory which is partitioned into 2
independent program memory blocks. The primary
Block 0 occupies 16/32 KByte of internal program mem-
ory space and the secondary Block 1 occupies 4 KByte
of internal program memory space.
The 4 KByte secondary block can be mapped to the
highest or lowest location of the 64 KByte address space;
it can also be hidden from the program counter and used
as an independent EEPROM-like data memory.
In addition to 20/36 KByte of EEPROM program memory
on-chip, the devices can address up to 64 KByte of exter-
nal program memory. In addition to 256 x8 bits of on-chip
RAM, up to 64 KByte of external RAM can be addressed.
The flash memory blocks can be programmed via a stan-
dard 87C5x OTP EPROM programmer fitted with a spe-
cial adapter and the firmware for SST’s devices. During
power-on reset, the devices can be configured as either
a slave to an external host for source code storage or a
master to an external host for an in-application program-
ming (IAP) operation. The devices are designed to be
programmed in-system and in-application on the printed
circuit board for maximum flexibility. The devices are pre-
programmed with an example of the bootstrap loader in
the memory, demonstrating the initial user program code
loading or subsequent user code updating via the IAP
operation. The sample bootstrap loader is available for
the user’s reference and convenience only; SST does not
guarantee its functionality or usefulness. Chip-Erase or
Block-Erase operations will erase the pre-programmed
sample code.
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The SST logo, SuperFlash, and FlashFlex are registered trademarks of Silicon Storage Technology, Inc.
These specifications are subject to change without notice.
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TABLE OF CONTENTS
PRODUCT DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
LIST OF FIGURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
LIST OF TABLES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.0 FUNCTIONAL BLOCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.0 PIN ASSIGNMENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.0 MEMORY ORGANIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1 Program Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 Memory Re-mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3 Data RAM Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4 Special Function Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.0 FLASH MEMORY PROGRAMMING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1 External Host Programming Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2 In-Application Programming Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.0 TIMERS/COUNTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.0 SERIAL I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.0 WATCHDOG TIMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.0 SECURITY LOCK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.1 Hard Lock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.2 SoftLock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.3 Security Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
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9.0 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.1 Power-On Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
10.0 POWER-SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.1 Power Down Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.2 Standby Mode (Stop Clock) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.0 CLOCK INPUT OPTIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
11.1 Recommended Capacitor Values for Crystal Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
12.0 ELECTRICAL SPECIFICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12.1 DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
12.2 AC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
12.3 Flash Memory Programming Timing Diagrams with External Host Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
13.0 PRODUCT ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
14.0 PACKAGING DIAGRAMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
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LIST OF FIGURES
FIGURE 2-1: Pin Assignments for 40-pin PDIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
FIGURE 2-2: Pin Assignments for 44-lead TQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
FIGURE 2-3: Pin Assignments for 44-lead PLCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
FIGURE 3-1: Sector Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
FIGURE 3-2: SST89C54 Program Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
FIGURE 3-3: SST89C58 Program Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
FIGURE 3-4: SST89C54 Re-mapped Program Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
FIGURE 3-5: SST89C58 Re-mapped Program Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
FIGURE 4-1: I/O Pin Assignments for External Host Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
FIGURE 7-1: Block Diagram of Programmable Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
FIGURE 8-1: Security Lock Levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
FIGURE 10-1: Power-On Reset Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
FIGURE 11-1: Oscillator Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
FIGURE 12-1: External Program Memory Read Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
FIGURE 12-2: External Data Memory Read Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
FIGURE 12-3: External Data Memory Write Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
FIGURE 12-4: External Clock Drive Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
FIGURE 12-5: Shift Register Mode Timing Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
FIGURE 12-6: AC Input/Output Test Waveforms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
FIGURE 12-7: Float Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
FIGURE 12-8: A Test Load Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
FIGURE 12-9: I
DD
Test Condition, Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
FIGURE 12-10: I
DD
Test Condition, Power Down Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
FIGURE 12-11: I
DD
Test Condition, Standby (Stop Clock) Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
FIGURE 12-12: Read-ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
FIGURE 12-13: Chip-Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
FIGURE 12-14: Block-Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
FIGURE 12-15: Sector-Erase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
FIGURE 12-16: Byte-Program; Prog-SB3, Prog-SB2, Prog-SB1, Prog-RB1, and Prog-RB0 . . . . . . . . . . . 48
FIGURE 12-17: Burst-Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
FIGURE 12-18: Byte-Verify . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
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LIST OF TABLES
TABLE 2-1: Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
TABLE 3-1: Re-mapping Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
TABLE 3-2: FlashFlex51 SFR Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
TABLE 3-3: CPU related SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
TABLE 3-4: Flash Memory Programming SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
TABLE 3-5: Watchdog Timer SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
TABLE 3-6: Timer/Counters SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
TABLE 3-7: Interface SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
TABLE 4-1: External Host Mode Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
TABLE 4-2: Product Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
TABLE 4-3: In-Application Programming Mode Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
TABLE 8-1: Security Lock Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
TABLE 8-2: Security Lock Access Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
TABLE 10-1: SST89C54/58 Power Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
TABLE 11-1: Recommended Values for C1 and C2 by Crystal Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
TABLE 12-1: Operating Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
TABLE 12-2: Reliability Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
TABLE 12-3: AC Conditions of Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
TABLE 12-4: Recommended System Power-up Timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
TABLE 12-5: Pin Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
TABLE 12-6: DC Electrical Characteristics: V
DD
= 4.5-5.5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
TABLE 12-7: DC Electrical Characteristics: V
DD
= 3.0-3.6V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
TABLE 12-8: AC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
TABLE 12-9: External Clock Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
TABLE 12-10: Serial Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
TABLE 12-11: Flash Memory Programming/Verification Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
TABLE 14-1: Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
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