Rev. 1.0
September 1999
1/125
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ST72334J/N,
ST72314J/N, ST72124J
8-BIT MCU WITH SINGLE VOLTAGE FLASH MEMORY,
ADC, 16-BIT TIMERS, SPI, SCI INTERFACES
PRODUCT PREVIEW
s
8K or 16K Program memory
(ROM or Single voltage FLASH)
with read-out protection
s
256-bytes EEPROM Data memory
s
In-Situ Programming (Remote ISP)
s
Enhanced Reset System
s
Low voltage supply supervisor with
3 programmable levels
s
Low consumption resonator or RC oscillators
and by-pass for external clock source, with safe
control capabilities
s
4 Power saving modes
s
Standard Interrupt Controller
s
44 or 32 multifunctional bidirectional I/O lines:
External interrupt capability (4 vectors)
21 or 19 alternate function lines
12 or 8 high sink outputs
s
Real time base, Beep and Clock-out capabilities
s
Configurable watchdog reset
s
Two 16-bit timers with:
2 input captures (only one on timer A)
2 output compares (only one on timer A)
External clock input on timer A
PWM and Pulse generator modes
s
SPI synchronous serial interface
s
SCI asynchronous serial interface
s
8-bit ADC with 8 input pins
(6 only on ST72334Jx,
not available on ST72124J2)
s
8-bit data manipulation
s
63 basic instructions
s
17 main addressing modes
s
8 x 8 unsigned multiply instruction
s
True bit manipulation
s
Full hardware/software development package
Device Summary
TQFP44
10 x 10
PSDIP42
PSDIP56
TQFP64
14 x 14
Features
ST72124J2 ST72314J2 ST72314J4 ST72314N2 ST72314N4 ST72334J2 ST72334J4 ST72334N2 ST72334N4
Program memory - bytes
8K
8K
16K
8K
16K
8K
16K
8K
16K
RAM (stack) - bytes
384 (256)
384 (256)
512 (256)
384 (256)
512 (256)
384 (256)
512 (256)
384 (256)
512 (256)
EEPROM - bytes
-
-
-
-
-
256
256
256
256
Peripherals
Watchdog,
16-bit Tim-
ers, SPI,
SCI
Watchdog, 16-bit Timers, SPI, SCI, ADC
Operating Supply
3.0V to 5.5V
CPU Frequency
500 kHz to 8 MHz (with 1 to 16 MHz oscillator)
Operating Temperature
-40
C to +85
C (-40
C to +105/125
C optional)
Packages
TQFP44 / SDIP42
TQFP64 / SDIP56
TQFP44 / SDIP42
TQFP64 / SDIP56
1
Table of Contents
125
2/125
2
1 PREAMBLE: ST72C334 VERSUS ST72E331 SPECIFICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 GENERAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 REGISTER & MEMORY MAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 FLASH PROGRAM MEMORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.2 Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.3 Structural organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.4 In-Situ Programming (ISP) mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.5 PROGRAM MEMORY READ-OUT PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6 DATA EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6.3 Memory Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.6.4 Data EEPROM and Power Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.6.5 Data EEPROM Access Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.6.6 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3 CENTRAL PROCESSING UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 MAIN FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3 CPU REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4 SUPPLY, RESET AND CLOCK MANAGEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1 LOW VOLTAGE DETECTOR (LVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2 RESET SEQUENCE MANAGER (RSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.3 CLOCK SECURITY SYSTEM (CSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.3.1 Clock Filter Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.3.2 Safe Oscillator Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.4 SUPPLY, RESET AND CLOCK REGISTER DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.5 MAIN CLOCK CONTROLLER (MCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5 INTERRUPTS & POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.1 INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.2 POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.2.2 HALT Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.2.3 WAIT Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.2.4 SLOW Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6 ON-CHIP PERIPHERALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1 I/O PORTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.3 I/O Port Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.1.4 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.2 MISCELLANEOUS REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.2.1 I/O Port Interrupt Sensitivity Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table of Contents
3/125
3
6.2.2 I/O Port Alternate Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.2.3 Miscellaneous Registers Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.3 WATCHDOG TIMER (WDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.3.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.3.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.3.4 Hardware Watchdog Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.3.5 Low Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.3.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.3.7 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.4 16-BIT TIMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.4.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.4.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.4.4 Low Power Modes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.4.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.4.6 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.5 SERIAL PERIPHERAL INTERFACE (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.5.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.5.3 General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.5.5 Low Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.5.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.5.7 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.6 SERIAL COMMUNICATIONS INTERFACE (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.6.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.6.3 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6.6.5 Low Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.6.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.6.7 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.7 8-BIT A/D CONVERTER (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.7.2 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.7.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.7.4 Low Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.7.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.7.6 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
7 INSTRUCTION SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1 ST7 ADDRESSING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1.1 Inherent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.2 Immediate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.3 Direct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.4 Indexed (No Offset, Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.5 Indirect (Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1.6 Indirect Indexed (Short, Long) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Table of Contents
125
4/125
7.1.7 Relative mode (Direct, Indirect) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.2 INSTRUCTION GROUPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8.2 RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.4 GENERAL TIMING CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.5 I/O PORT CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
8.6 SUPPLY, RESET AND CLOCK CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.6.1 Supply Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.6.2 Reset Sequence Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.6.3 Multi-Oscillator, Clock Security System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.7 MEMORY AND PERIPHERAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
9 GENERAL INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
9.1 PACKAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
9.1.1 Package Mechanical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
9.1.2 User-supplied TQFP64 Adaptor / Socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
9.1.3 User-supplied TQFP44 Adaptor / Socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
9.2 DEVICE CONFIGURATION AND ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.2.1 Option Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.2.2 Transfer Of Customer Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10 SUMMARY OF CHANGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Table of Contents
5/125
1 PREAMBLE: ST72C334 VERSUS ST72E331 SPECIFICATION
New Features available on the ST72C334
s
8 or 16K FLASH/ROM with In-Situ Programming and Read-out protection
s
New ADC with a better accuracy and conversion time
s
New configurable Clock, Reset and Supply system
s
New power saving mode with real time base: Active Halt
s
Beep capability on PF1
s
New interrupt source: Clock security system (CSS) or Main clock controller (MCC)
ST72C334 I/O Confuguration and Pinout
s
Same pinout as ST72E331
s
PA6 and PA7 are true open drain I/O ports without pull-up (same as ST72E331)
s
PA3, PB3, PB4 and PF2 have no pull-up configuration (all IOs present on TQFP44)
s
PA5:4, PC3:2, PE7:4 and PF7:6 have high sink capabilities (20mA on N-buffer, 2mA on P-buffer and
pull-up). On the ST72E331, all these pads (except PA5:4) were 2mA push-pull pad without high sink
capabilities. PA4 and PA5 were 20mA true open drain.
New Memory Locations in ST72C334
s
20h: MISCR register becomes MISCR1 register (naming change)
s
29h: new control/status register for the MCC module
s
2Bh: new control/status register for the Clock, Reset and Supply control. This register replaces the
WDGSR register keeping the WDOGF flag compatibility.
s
40h: new MISCR2 register
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