CR16MCT9 Datasheet, PDF (2/153 Pages) National Semiconductor (TI) – CR16MCT9/CR16MCT5/CR16HCT9/CR16HCT5 16-Bit Reprogrammable/ROM Microcontroller

Table of Contents
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1 CR16B CPU Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3 Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.4 Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.6 Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.7 Dual Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.8 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.9 Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.10 Versatile timer unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.11 Real-Time TIMER and Watchdog . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.12 USART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.13 MICROWIRE/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.14 CR16CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.15 ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.16 A/D Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.17 Analog Comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.18 Development Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.1 Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
System Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.1 ENV0 and ENV1 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.2 Module Configuration (MCFG) Register . . . . . . . . . 12
5.3 Module Status (MSTAT) Register . . . . . . . . . . . . . . 12
Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6.1 Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6.2 Open-Drain Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
CPU and Core Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.1 General-Purpose Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.2 Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.3 Processor Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.4 Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.5 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.6 Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.7 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.1 Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.2 BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.3 Wait and Hold States Used . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
9.1 Flash EEPROM Program Memory . . . . . . . . . . . . . 22
9.2 RAM Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.3 Flash EEPROM Data Memory . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.4 ISP Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
10.1 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
10.2 Non-Maskable Interrupt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
10.3 Maskable Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.4 Interrupt Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.5 Interrupt Programming Procedures . . . . . . . . . . . . . 34
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11.1 Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11.2 Power Save Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11.3 Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11.4 Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11.5 Clock Inputs and Reset Configuration. . . . . . . . . . . 36
11.6 Switching Between Power Modes . . . . . . . . . . . . . . 36
Dual Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
12.1 External Crystal Network. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
12.2 Main System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
12.3 Slow System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
12.4 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
12.5 External Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
12.6 Dual Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . 41
12.7 Slow Clock Prescaler Register (PRSSC) . . . . . . . . 41
12.8 Slow Clock Prescaler 1 Register (PRSSC1) . . . . . 41
13.0 Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
13.1 Wake-Up Edge Detection Register (WKEDG) . . . . 42
13.2 Wake-Up Enable Register (WKENA) . . . . . . . . . . . 42
13.3 Wake-Up Interrupt Control Register 1 (WKCTL1) . 43
13.4 Wake-Up Interrupt Control Register 1 (WKCTL2) . 43
13.5 Wake-Up Pending Register (WKPND). . . . . . . . . . 43
13.6 Wake-Up Pending Clear Register (WKPCL) . . . . . 43
13.7 Programming Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
14.0 Real-Time Timer and WATCHDOG . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
14.1 TWM Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
14.2 Timer T0 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
14.3 WATCHDOG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
14.4 TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
14.5 WATCHDOG Programming Procedure . . . . . . . . . 48
15.0 Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
15.1 Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
15.2 Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
15.3 Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
15.4 Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
15.5 Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
16.0 Versatile-Timer-Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
16.1 VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
16.2 VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
17.0 MICROWIRE/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
17.1 MICROWIRE Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
17.2 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
17.3 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
17.4 Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
17.5 MICROWIRE Interface Registers. . . . . . . . . . . . . . 68
18.0 USART. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
18.1 Functional Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
18.2 USART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
18.3 USART Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
18.4 Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
19.0 ACCESS.bus Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
19.1 ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
19.2 ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
19.3 ACB Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
19.4 Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
20.0 CR16CAN Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
20.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
20.2 Basic CAN Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
20.3 Message Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
20.4 Acceptance Filtering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
20.5 Receive Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
20.6 Transmit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
20.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
20.8 Time Stamp Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
20.9 Memory Organization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
20.10 System Start-Up and Multi-Input Wake-Up . . . . . 113
21.0 Analog Comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
21.1 Analog Comparator Control/Status Register (CMPC-
TRL)116
21.2 Analog Comparator Usage. . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
22.0 A/D Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
22.1 Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
22.2 A/D Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
22.3 A/D Converter Programming . . . . . . . . . . . . . . . . 121
23.0 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
24.0 Register Layouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
24.1 Register layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
25.0 ELECTRICAL AND THERMAL CHARACTERISTICS . . 135
26.0 Appendix. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
26.1 8/16-bit microwire/spi (MWSPI16) . . . . . . . . . . . . 150
26.2 Timing and watchdog module . . . . . . . . . . . . . . . 150
27.0 Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
28.0 Physical Dimensions inches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
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