NXP Semiconductors Freescale semiconductor ColdFire MCF51CN128... User manual

Table of contents

Other NXP Semiconductors Microcontroller manuals

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors QN9080 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors Kinetis KE1xZ256 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors KE17Z Series User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors Freescale 56800TDC User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors UM11579 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors QN9020 mini DK User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors S32R27 Guide

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC-Link2 Quick start guide

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors S12VR32EVB User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors NTAG I2C plus Use and care manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC1114 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC1102 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors Freescale DEMOEM MCF51EM Operation instructions

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors MCUXpresso SDK User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors KITMPXA6115AEVB User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors KIT33816FRDMEVM User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors FRDM-KW41Z User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors EdgeLock A5000 Installation and operating instructions

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC5411 Series Operational manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC43 Series User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors TWR-KM34Z50M User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors S32G-VNP-GLDBOX User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors LPC1769 User manual

NXP Semiconductors

NXP Semiconductors FRDM-KL28Z User manual

Popular Microcontroller manuals by other brands

AMS

AMS AS7261 Demo Kit user guide

Novatek

Novatek NT6861 manual

Espressif Systems

Espressif Systems ESP8266 SDK AT Instruction Set

Nuvoton

Nuvoton ISD61S00 ChipCorder Design guide

STMicrolectronics

STMicrolectronics ST7 Assembler Linker user manual

Texas Instruments

Texas Instruments Chipcon CC2420DK user manual

Lantronix

Lantronix Intrinsyc Open-Q 865XR SOM user guide

NEC

NEC 78GK0S/K 1+ Series Application note

Mikroe

Mikroe SEMITECH N-PLC Click Application note

Intel

Intel Agilex user guide

Cypress

Cypress CY4607 HX2VL quick start guide

DIGITAL-LOGIC

DIGITAL-LOGIC MICROSPACE manual

Texas Instruments

Texas Instruments TMS320F2837 D Series Workshop Guide and Lab Manual

CYPRES

CYPRES CY14NVSRAMKIT-001 user guide

Texas Instruments

Texas Instruments INA-DUAL-2AMP-EVM user guide

Espressif Systems

Espressif Systems ESP8266EX Programming guide

Abov

Abov AC33M8128L user manual

Laird

Laird BL654PA user guide

MCF51CN128 ColdFire®Integrated

Microcontroller Reference Manual

Devices Supported:

MCF51CN128

Document Number: MCF51CN128RM

Rev. 6

12/2009

How to Reach Us:

Home Page:

http://www.freescale.com

E-mail:

[email protected]

USA/Europe or Locations Not Listed:

Freescale Semiconductor

Technical Information Center, CH370

1300 N. Alma School Road

Chandler, Arizona 85224

+1-800-521-6274 or +1-480-768-2130

[email protected]

Europe, Middle East, and Africa:

Freescale Halbleiter Deutschland GmbH

Technical Information Center

Schatzbogen 7

81829 Muenchen, Germany

+44 1296 380 456 (English)

+46 8 52200080 (English)

+49 89 92103 559 (German)

+33 1 69 35 48 48 (French)

[email protected]

Japan:

Freescale Semiconductor Japan Ltd.

Headquarters

ARCO Tower 15F

1-8-1, Shimo-Meguro, Meguro-ku,

Tokyo 153-0064, Japan

0120 191014 or +81 3 5437 9125

[email protected]

Asia/Pacific:

Freescale Semiconductor China Ltd.

Exchange Building 23F

No. 118 Jianguo Road

Chaoyang District

Beijing 100022

China

+86 10 5879 8000

[email protected]

For Literature Requests Only:

Freescale Semiconductor Literature Distribution Center

1-800-441-2447 or 303-675-2140

Fax: 303-675-2150

LDCForFreescaleSemiconductor@hibbertgroup.com

Information in this document is provided solely to enable system and software

implementers to use Freescale Semiconductor products. There are no express or

implied copyright licenses granted hereunder to design or fabricate any integrated

circuits or integrated circuits based on the information in this document.

Freescale Semiconductor reserves the right to make changes without further notice

to any products herein. Freescale Semiconductor makes no warranty, representation

or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor

does Freescale Semiconductor assume any liability arising out of the application or

use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability,

including without limitation consequential or incidental damages. “Typical”

parameters that may be provided in Freescale Semiconductor data sheets and/or

specifications can and do vary in different applications and actual performance may

vary over time. All operating parameters, including “Typicals”, must be validated for

each customer application by customer’s technical experts. Freescale Semiconductor

does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Freescale

Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as

components in systems intended for surgical implant into the body, or other

applications intended to support or sustain life, or for any other application in which

the failure of the Freescale Semiconductor product could create a situation where

personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Freescale

Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer

shall indemnify and hold Freescale Semiconductor and its officers, employees,

subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages,

and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any

claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized

use, even if such claim alleges that Freescale Semiconductor was negligent regarding

the design or manufacture of the part.

Freescale™ and the Freescale logo are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc.

All other product or service names are the property of their respective owners.

© Freescale Semiconductor, Inc. 2009. All rights reserved.

MCF51CN128RM

Rev. 6

12/2009

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

Freescale Semiconductor iii

Chapter 1

Device Overview

1.1 The MCF51CN128 Series Microcontrollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.1.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.1.2 MCF51CN128 Series Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.1.3 MCF51CN128 Series Device Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.2 MCF51CN128 Series Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

1.2.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

1.2.2 Functional Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

1.2.3 Module Versions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-6

1.3 V1 ColdFire Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.3.1 User Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.3.2 Supervisor Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.4 System Clock Generation and Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.4.1 Clock Distribution Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.4.2 System Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.4.3 Clock Gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.4.4 MCG Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.4.5 MCG Mode State Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

Chapter 2

Pins and Connections

2.1 Package Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.1.1 Pinout: 80-Pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.1.2 Pinout: 64-Pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

2.1.3 Pinout: 48-Pin QFN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

2.2 Pin Assignment Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5

2.2.1 Peripheral Pinout Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.3 Pin Mux Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-18

2.4 Basic System Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-30

2.4.1 Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32

2.4.2 Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32

2.4.3 RESET/PTC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33

2.4.4 IRQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33

2.4.5 Background / Mode Select (BKGD/MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33

2.4.6 ADC Reference Pins (VREFH, VREFL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34

2.4.7 General-Purpose I/O and Peripheral Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34

Chapter 3

Modes of Operation

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3.3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

3.4 Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

iv Freescale Semiconductor

3.5 Secure Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3.6 Run Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

3.6.1 Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

3.6.2 Low-Power Run Mode (LPrun) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

3.6.2.1 BDM in Low-Power Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

3.7 Wait Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3.7.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3.7.2 Low-Power Wait Mode (LPwait) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3.7.2.1 BDM in Low-Power Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3.8 Stop Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

3.8.1 Stop2 Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

3.8.1.1 Oscillator Considerations for Stop2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.8.2 Stop3 Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.8.3 Stop4 Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

3.9 On-Chip Peripheral Modules in Stop and Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

Chapter 4

Memory

4.1 MCF51CN128 Series Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.2 Detailed Register Addresses and Bit Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.2.1 Flash Module Reserved Memory Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-22

4.3 RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-23

4.4 Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-24

4.4.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-24

4.4.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-25

4.4.2.1 Flash Clock Divider Register (FCDIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-25

4.4.2.2 Flash Options Register (FOPT and NVOPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-26

4.4.2.3 Flash Configuration Register (FCNFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-27

4.4.2.4 Flash Protection Register (FPROT and NVPROT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-27

4.4.2.5 Flash Status Register (FSTAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-29

4.4.2.6 Flash Command Register (FCMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-30

4.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-31

Chapter 5

Resets, Interrupts, and General System Control

5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.3 Microcontroller Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.3.1 Computer Operating Properly (COP) Watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.3.2 Illegal Opcode Detect (ILOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.3.3 Illegal Address Detect (ILAD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.4 Interrupts & Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.4.1 RESET/PTC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.4.2 External Interrupt Request (IRQ) Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

Freescale Semiconductor v

5.4.2.1 Pin Configuration Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4

5.4.2.2 Edge and Level Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.4.3 Interrupt Vectors, Sources, and Local Masks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.5 Low-Voltage Detect (LVD) System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.5.1 Power-On Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.5.2 LVD Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.5.3 LVD Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.5.4 Low-Voltage Warning (LVW) Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-10

5.6 Peripheral Clock Gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.7 Reset, Interrupt, and System Control Registers and Control Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.7.1 Interrupt Pin Request Status and Control Register (IRQSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11

5.7.2 System Reset Status Register (SRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-12

5.7.3 System Options 1 Register (SOPT1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14

5.7.4 System Options 2 Register (SOPT2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-15

5.7.5 System Options Register 3 (SOPT3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16

5.7.6 System Device Identification Register (SDIDH, SDIDL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-16

5.7.7 System Power Management Status and Control 1 Register (SPMSC1) . . . . . . . . . . . 5-17

5.7.8 System Power Management Status and Control 2 Register (SPMSC2) . . . . . . . . . . . 5-18

5.7.9 System Power Management Status and Control 3 Register (SPMSC3) . . . . . . . . . . . 5-19

5.7.10 System Clock Gating Control 1 Register (SCGC1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-21

5.7.11 System Clock Gating Control 2 Register (SCGC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-22

5.7.12 System Clock Gating Control 3 Register (SCGC3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-23

5.7.13 System Clock Gating Control 4 Register (SCGC4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-23

5.7.14 SIM Internal Peripheral Select Register (SIMIPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-24

Chapter 6

Multipurpose Clock Generator (MCG)

6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

6.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.3 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.3.1 MCG Control Register 1 (MCGC1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.3.2 MCG Control Register 2 (MCGC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-6

6.3.3 MCG Trim Register (MCGTRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-7

6.3.4 MCG Status and Control Register (MCGSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-8

6.3.5 MCG Control Register 3 (MCGC3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-9

6.3.6 MCG Control Register 4 (MCGC4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-10

6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-11

6.4.1 MCG Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-11

6.4.2 MCG Mode State Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-13

6.4.3 Mode Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-14

6.4.4 Bus Frequency Divider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-15

6.4.5 Low Power Bit Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-15

6.4.6 Internal Reference Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-15

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

vi Freescale Semiconductor

6.4.7 External Reference Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-15

6.4.8 Fixed Frequency Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16

6.5 Initialization / Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16

6.5.1 MCG Module Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16

6.5.1.1 Initializing the MCG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16

6.5.2 Using a 32.768 kHz Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-18

6.5.3 MCG Mode Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-18

6.5.3.1 Example 1: Moving from FEI to PEE Mode: External Crystal = 8 MHz, Bus Fre-

quency = 16 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-19

6.5.3.2 Example 2: Moving from PEE to BLPI Mode: Bus Frequency =16 kHz . . . . 6-23

6.5.3.3 Example 3: Moving from BLPI to FEE Mode: External Crystal = 8 MHz, Bus Fre-

quency = 16 MHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-26

6.5.4 Calibrating the Internal Reference Clock (IRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-27

6.5.4.1 Example 4: Internal Reference Clock Trim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-28

Chapter 7

ColdFire Core

7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.2 Memory Map/Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-2

7.2.1 Data Registers (D0–D7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-3

7.2.2 Address Registers (A0–A6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.2.3 Supervisor/User Stack Pointers (A7 and OTHER_A7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.2.4 Condition Code Register (CCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.2.5 Program Counter (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-6

7.2.6 Vector Base Register (VBR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-6

7.2.7 CPU Configuration Register (CPUCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-7

7.2.8 Status Register (SR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8

7.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-9

7.3.1 Instruction Set Architecture (ISA_C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-9

7.3.2 Exception Processing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7.3.2.1 Exception Stack Frame Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-12

7.3.3 Processor Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7.3.3.1 Access Error Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7.3.3.2 Address Error Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7.3.3.3 Illegal Instruction Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-15

7.3.3.4 Privilege Violation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7.3.3.5 Trace Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7.3.3.6 Unimplemented Line-A Opcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.3.7 Unimplemented Line-F Opcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.3.8 Debug Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.3.9 RTE and Format Error Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.3.10 TRAP Instruction Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.3.3.11 Unsupported Instruction Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.3.3.12 Interrupt Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

Freescale Semiconductor vii

7.3.3.13 Fault-on-Fault Halt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.3.3.14 Reset Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-19

7.3.4 Instruction Execution Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-22

7.3.4.1 Timing Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-22

7.3.4.2 MOVE Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-23

7.3.4.3 Standard One Operand Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-24

7.3.4.4 Standard Two Operand Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-25

7.3.4.5 Miscellaneous Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-26

7.3.4.6 Branch Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-27

Chapter 8

Interrupt Controller (CF1_INTC)

8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1

8.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-8

8.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8.3 Memory Map/Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8.3.1 Interrupt OR Mask Register (INTC_ORMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8.3.2 Force Interrupt Register (INTC_FRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-11

8.3.3 INTC Programmable Level 6, Priority {7,6} Registers (INTC_PL6P{7,6}) . . . . . . . 8-12

8.3.4 INTC Wakeup Control Register (INTC_WCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-13

8.3.5 INTC Set Interrupt Force Register (INTC_SFRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-14

8.3.6 INTC Clear Interrupt Force Register (INTC_CFRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-15

8.3.7 INTC Software and Level-nIACK Registers (n= 1,2,3,...,7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-16

8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8.4.1 Handling of Non-Maskable Level 7 Interrupt Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8.6.1 Emulation of the HCS08’s 1-Level IRQ Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8.6.2 Using INTC_PL6P{7,6} Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-18

8.6.3 More on Software IACKs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-19

Chapter 9

Parallel Input/Output Control

9.1 Overview of MCF51CN128 I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.1 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.2 Ports Implemented via Rapid GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.3 Keyboard Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.4 Port Mux Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.5 Special Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.5.1 Pull-Up Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.5.2 Port J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.1.5.3 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

viii Freescale Semiconductor

9.2 Pin Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4

9.2.1 Pin Controls Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4

9.2.2 Pin Controls Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4

9.2.2.1 Port x Pull Enable Register (PTxPE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5

9.2.2.2 Port x Slew Rate Enable Register (PTxSE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.2.2.3 Port x Drive Strength Selection Register (PTxDS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.2.2.4 Port x Input Filter Enable Register (PTxIFE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.3 Standard GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.3.1 GPIO Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.3.2 GPIO Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8

9.3.2.1 Port x Data Register (PTxD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

9.3.2.2 Port x Data Direction Register (PTxDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

9.4 V1 ColdFire Rapid GPIO Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.5 Keyboard Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.5.1 Keyboard Functional Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.5.1.1 Edge Only Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.5.1.2 Edge and Level Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

9.5.1.3 Pull-up/Pull-down Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

9.5.1.4 Keyboard Interrupt Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

9.5.2 Keyboard Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

9.5.2.1 KBIx Interrupt Status and Control Register (KBIxSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12

9.5.2.2 KBIx Interrupt Pin Select Register (KBIxPE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12

9.5.2.3 KBIx Interrupt Edge Select Register (KBIxES) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-13

9.6 Pin Behavior in Stop Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-13

Chapter 10

Rapid GPIO (RGPIO)

10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.2.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.2.2 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.3 Memory Map/Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

10.3.1 RGPIO Data Direction (RGPIO_DIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5

10.3.2 RGPIO Data (RGPIO_DATA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5

10.3.3 RGPIO Pin Enable (RGPIO_ENB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-6

10.3.4 RGPIO Clear Data (RGPIO_CLR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-6

10.3.5 RGPIO Set Data (RGPIO_SET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-7

10.3.6 RGPIO Toggle Data (RGPIO_TOG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-7

10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-8

10.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-8

10.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-8

10.6.1 Application 1: Simple Square-Wave Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

Freescale Semiconductor ix

10.6.2 Application 2: 16-bit Message Transmission using SPI Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9

Chapter 11

Mini-FlexBus

11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2 External Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.1 Address and Data Buses (FB_A[19:0], FB_D[7:0], FB_AD[:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.1 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.2 Chip Selects (FB_CS[1:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.3 Output Enable (FB_OE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.4 Read/Write (FB_R/W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.5 Address Latch Enable (FB_ALE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.3 Memory Map/Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.3.1 Chip-Select Address Registers (CSAR0 – CSAR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-4

11.3.2 Chip-Select Mask Registers (CSMR0 – CSMR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-4

11.3.3 Chip-Select Control Registers (CSCR0 – CSCR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

11.4.1 Chip-Select Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

11.4.1.1 General Chip-Select Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

11.4.1.2 8- and 16-Bit Port Sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

11.4.2 Data Transfer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.4.3 Data Byte Alignment and Physical Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.4.4 Address/Data Bus Multiplexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-9

11.4.5 Bus Cycle Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-9

11.4.5.1 Data Transfer Cycle States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

11.4.6 Mini-FlexBus Timing Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

11.4.6.1 Basic Read Bus Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

11.4.6.2 Basic Write Bus Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

11.4.6.3 Bus Cycle Sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-13

11.4.6.4 Timing Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-16

11.4.7 Bus Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-21

Chapter 12

Real-Time Counter (RTC)

12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.1.2.1 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.1.2.2 Stop Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.1.2.3 Active Background Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

MCF51CN128 Reference Manual, Rev. 6

xFreescale Semiconductor

12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.3 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.3.1 RTC Status and Control Register (RTCSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

12.3.2 RTC Counter Register (RTCCNT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-5

12.3.3 RTC Modulo Register (RTCMOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-5

12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-5

12.4.1 RTC Operation Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-6

12.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-7

Chapter 13

Serial Communication Interface (SCI)

13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-1

13.1.1 Module Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-1

13.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

13.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

13.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-4

13.2 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-6

13.2.1 SCI Baud Rate Registers (SCIxBDH, SCIxBDL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-6

13.2.2 SCI Control Register 1 (SCIxC1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-7

13.2.3 SCI Control Register 2 (SCIxC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

13.2.4 SCI Status Register 1 (SCIxS1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

13.2.5 SCI Status Register 2 (SCIxS2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

13.2.6 SCI Control Register 3 (SCIxC3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-12

13.2.7 SCI Data Register (SCIxD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

13.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

13.3.1 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

13.3.2 Transmitter Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-14

13.3.2.1 Send Break and Queued Idle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-15

13.3.3 Receiver Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-15

13.3.3.1 Data Sampling Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

13.3.3.2 Receiver Wakeup Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

13.3.4 Interrupts and Status Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-17

13.3.5 Additional SCI Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.3.5.1 8- and 9-Bit Data Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.3.5.2 Stop Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-19

13.3.5.3 Loop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-19

13.3.5.4 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-19

Chapter 14

Serial Peripheral Interface (SPI)

14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.1.2 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.1.2.1 SPI System Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2