National CP3BT26 User Manual

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CP3BT26

Table of Contents

1.0

General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2.0

Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3.0

Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.1

CR16C CPU Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.2

Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.3

Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.4

Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.5

Interrupt Control Unit (ICU). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.6

Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.7

Bluetooth LLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.8

USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.9

CAN Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.10

Quad UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.11

Advanced Audio interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.12

CVSD/PCM Conversion Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.13

12-bit Analog to Digital Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.14

Random Number Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.15

Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.16

ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.17

Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.18

Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.19

Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.20

Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.21

Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.22

DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.23

Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.24

Development Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.0

Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5.0

CPU Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.1

General-Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.2

Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.3

Processor Status Register (PSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.4

Configuration Register (CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.5

Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.6

Stacks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.7

Instruction Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.0

Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.1

Operating Environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.2

Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.3

Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.4

BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.5

Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

7.0

System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 29

7.1

Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

7.2

Module Status Register (MSTAT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

7.3

Software Reset Register (SWRESET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.0

Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

8.1

Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

8.2

Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

8.3

Flash Memory Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8.4

Information Block Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.5

Flash Memory Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

9.0

DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

9.1

Channel Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

9.2

Transfer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

9.3

Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

9.4

Software DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

9.5

Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

9.6

DMA Controller Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

10.0

Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

10.1

Non-Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

10.2

Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

10.3

Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

10.4

Maskable Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

10.5

Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

11.0

Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

11.1

External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

11.2

Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

11.3

Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

11.4

PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

11.5

System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

11.6

Auxiliary Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

11.7

Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

11.8

External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

11.9

Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

12.0

Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

12.1

Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

12.2

Power Save Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

12.3

Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.4

Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.5

Hardware Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.6

Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.7

Switching Between Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

13.0

Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

13.1

Multi-Input Wake-Up Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

13.2

Programming Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

14.0

Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

14.1

Port Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

14.2

Open-Drain Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

15.0

Bluetooth Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

15.1

RF Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

15.2

Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

15.3

LMX5251 Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

15.4

LMX5252 Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

15.5

Bluetooth Sleep Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

15.6

Bluetooth Global Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

15.7

Bluetooth Sequencer RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

15.8

Bluetooth Shared Data RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

16.0

12-Bit Analog to Digital Converter . . . . . . . . . . . . . . 79

16.1

Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

16.2

Touchscreen Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

16.3

ADC Operation in Power-Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

16.4

Freeze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

16.5

ADC Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

17.0

Random Number Generator (RNG). . . . . . . . . . . . . . 88

17.1

Freeze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

17.2

Random Number Generator Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

18.0

USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

18.1

Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

18.2

Endpoint Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

18.3

USB Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

18.4

Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

19.0

CAN Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

19.1

Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

19.2

Basic CAN Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

19.3

Message Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

19.4

Acceptance Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

19.5

Receive Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

19.6

Transmit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

19.7

Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

19.8

Time Stamp Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

19.9

Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

19.10

CAN Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

19.11

System Start-Up and Multi-Input Wake-Up. . . . . . . . . . . . . . . . . 140

19.12

Usage Hint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

20.0

Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

20.1

Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

20.2

Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

20.3

Bit Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

20.4

Frame Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

20.5

Audio Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

20.6

Communication Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

20.7

Audio Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

21.0

CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 158

21.1

Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

21.2

PCM Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

21.3

CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

21.4

PCM to CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

21.5

CVSD to PCM Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

21.6

Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

21.7

DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

21.8

Freeze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

21.9

CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

22.0

UART Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

22.1

Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

22.2

UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

22.3

UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

22.4

Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

23.0

Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

23.1

Microwire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

23.2

Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

23.3

Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

23.4

Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

23.5

Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

24.0

ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

24.1

ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

24.2

ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

24.3

ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

24.4

Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

25.0

Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 192

25.1

TWM Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

25.2

Timer T0 Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

25.3

Watchdog Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

25.4

TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

25.5

Watchdog Programming Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

26.0

Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

26.1

Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

26.2

Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

26.3

Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

26.4

Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

26.5

Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

27.0

Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

27.1

VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

27.2

VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

28.0

Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

29.0

Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

30.0

Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

30.1

Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

30.2

DC Electrical Characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

30.3

USB Transceiver Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 245

30.4

ADC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

30.5

Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

30.6

Output Signal Levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

30.7

Clock and Reset Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

30.8

UART Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

30.9

I/O Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

30.10

Advanced Audio Interface (AAI) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

30.11

Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

30.12

ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

30.13

USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

30.14

Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

30.15

Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

30.16

External Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

31.0

Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

31.1

LQFP-128 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

31.2

LQFP-144 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

32.0

Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

33.0

Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277