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HCS12Microcontrollers

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MC9S12NE64Data Sheet

HCS12 Microcontrollers

MC9S12NE64V1 Rev. 1.1 06/2006

freescale.com

MC9S12NE64 Data Sheet

MC9S12NE64V1 Rev. 1.1 06/2006

To provide the most up-to-date information, the revision of our documents on the World Wide Web will be the most current. Your printed copy may be an earlier revision. To verify you have the latest information available, refer to: http://freescale.com/ The following revision history table summarizes changes contained in this document.

Revision HistoryDate September, 2004 June 27, 2006 Revision Level 1.0 1.1 Initial external release. Fixed labels for addresses $0167-$0169 on Detailed Register map. Updated PHY Rx and Tx ESD protection characteristics on Table A-3. Description

Freescale and the Freescale logo are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc. This product incorporates SuperFlash technology licensed from SST. Freescale Semiconductor, Inc., 2006. All rights reserved. MC9S12NE64 Data Sheet, Rev. 1.1 4 Freescale Semiconductor

LIST OF CHAPTERS Chapter 1 Chapter 2 Chapter 3 Chapter 4 Chapter 5 Chapter 6 Chapter 7 Chapter 8 Chapter 9 Chapter 10 Chapter 11 Chapter 12 Chapter 13 Chapter 14 Chapter 15 Chapter 16 Chapter 17 Chapter 18 MC9S12NE64 Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 64 Kbyte Flash Module (S12FTS64KV3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Port Integration Module (PIM9NE64V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Clocks and Reset Generator (CRGV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Oscillator (OSCV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Timer Module (TIM16B4CV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Analog-to-Digital Converter (ATD10B8CV3) . . . . . . . . . . . . . 205 Serial Communication Interface (SCIV3) . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Serial Peripheral Interface (SPIV3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Inter-Integrated Circuit (IICV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Ethernet Media Access Controller (EMACV1) . . . . . . . . . . . . 307 Ethernet Physical Transceiver (EPHYV2). . . . . . . . . . . . . . . . 347 Penta Output Voltage Regulator (VREGPHYV1) . . . . . . . . . . 379 Interrupt (INTV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 Multiplexed External Bus Interface (MEBIV3) . . . . . . . . . . . . 395 Module Mapping Control (MMCV4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Background Debug Module (BDMV4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Debug Module (DBGV1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

MC9S12NE64 Data Sheet, Rev. 1.1 Freescale Semiconductor 5

MC9S12NE64 Data Sheet, Rev. 1.1 6 Freescale Semiconductor

TABLE OF CONTENTS Chapter 1 MC9S12NE64 Device Overview1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.1.4 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.1.5 Detailed Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.1.6 Part ID Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1.2.1 Device Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.2.2 Signal Properties Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1.2.3 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.2.4 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 System Clock Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.4.1 Chip Conguration Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.4.2 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.5.1 Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.5.2 Pseudo Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.5.3 Wait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.5.4 Run . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.6.1 Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.6.2 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Block Conguration for MC9S12NE64 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1.7.1 VDDR/VREGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1.7.2 VDD1, VDD2, VSS1, VSS2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1.7.3 Clock Reset Generator (CRG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1.7.4 Oscillator (OSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1.7.5 Ethernet Media Access Controller (EMAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1.7.6 Ethernet Physical Transceiver (EPHY) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.7.7 RAM 8K Block Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

1.2

1.3 1.4

1.5

1.6

1.7

Chapter 2 64 Kbyte Flash Module (S12FTS64KV3)2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Memory Map and Register Denition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68MC9S12NE64 Data Sheet, Rev. 1.1 Freescale Semiconductor 7

2.2 2.3

2.4 2.5

2.6

2.7

2.8

2.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.5.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.5.2 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.5.3 Background Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Flash Module Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.6.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.6.2 Unsecuring the Flash Module in Special Single-Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . 102 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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