C511/C511A
C513/C513A
C513A-H
8-Bit CMOS Microcontroller
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User's Manual 06.96
ht
User’s Manual C511/C511A/C513/C513A/C513A-H
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Kommunikation, Balanstraße 73,
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Packing
Please use the recycling operators known to you. We can also help you – get in touch with your nearest sales office. By agreement we will
take packing material back, if it is sorted. You must bear the costs of transport.
For packing material that is returned to us unsorted or which we are not obliged to accept, we shall have to invoice you for any costs in-
curred.
Components used in life-support devices or systems must be expressly authorized for such purpose!
Critical components
1
of the Semiconductor Group of Siemens AG, may only be used in life-support devices or systems
2
with the express
written approval of the Semiconductor Group of Siemens AG.
1 A critical component is a component used in a life-support device or system whose failure can reasonably be expected to cause the
failure of that life-support device or system, or to affect its safety or effectiveness of that device or system.
2 Life support devices or systems are intended (a) to be implanted in the human body, or (b) to support and/or maintain and sustain hu-
man life. If they fail, it is reasonable to assume that the health of the user may be endangered.
C511 / C513
Table of Contents
1
2
2.1
2.2
3
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.5
4
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.2
4.3
4.4
4.5
5
5.1
5.2
6
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.4.1
6.1.4.2
6.1.4.3
6.2
6.2.1
6.2.1.1
6.2.1.2
6.2.1.3
6.2.1.4
6.2.2
Page
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-1
Fundamental Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1
CPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2
CPU Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4
Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1
Program Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2
Data Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2
Internal Data Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2
External Data Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2
XRAM Operation (C513A/A-H only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3
Reset Operation of the XRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3
Accesses to XRAM using the DPTR (16-bit Addressing Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3
Accesses to XRAM using the Registers R0/R1 (8-bit Addressing Mode) . . . . . . . . . . . 3-3
General Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
Special Function Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
External Bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-1
Accessing External Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1
Role of P0 and P2 as Data/Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1
Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3
External Program Memory Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3
PSEN - Program Store Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3
ALE - Address Latch Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3
XRAM Access Enable (SAB-C513A/A-H only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4
Overlapping External Data and Program Memory Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4
System Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-1
Hardware Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1
Hardware Reset Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2
On-Chip Peripheral Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-1
Parallel I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1
Port Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1
Port 0 and Port 2 used as Address/Data Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-8
Alternate Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-9
Port Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-12
Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-12
Port Loading and Interfacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-13
Read-Modify-Write Feature of Ports 1, 2 and 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-13
Timers/Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-15
Timer/Counter 0 and 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16
Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-18
Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-19
Mode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-20
Mode 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-21
Timer/Counter 2 (SAB-C513/C513A/C513A-H only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-22
Semiconductor Group
I-1
C511 / C513
Table of Contents
6.2.2.1
6.2.2.2
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.3.1
6.3.3.2
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.4
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.4.4
6.4.5
6.4.6
6.4.7
6.4.7.1
6.4.7.2
6.4.8
6.4.8.1
6.4.8.2
6.4.8.3
6.4.8.4
6.4.8.5
6.4.8.6
7
7.1
7.2
7.2.1
7.2.2
7.3
7.4
7.5
8
8.1
8.2
9
9.1
9.2
9.2.1
9.2.2
Page
Auto-Reload Mode (Up or Down Counter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-24
Capture Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-26
General Purpose Serial Interface USART (SAB-C513/C513AC513A-H only) . . . . . . 6-27
Multiprocessor Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-28
Serial Port Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-29
Baud Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-30
Using Timer 1 to Generate Baud Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-31
Using Timer 2 to Generate Baud Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-32
Details about Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-34
Details about Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-37
Details about Modes 2 and 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-40
Synchronous Serial Channel (SSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-43
SSC Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-43
General Operation of the SSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-44
Enable/Disable Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-44
Baudrate Generation (Master Mode only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-45
Write Collision Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-45
Master/Slave Mode Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-46
Data/Clock Timing Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-47
Master Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-47
Slave Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-48
Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-49
SSC Control Register SSCCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-49
SSC Interrupt Enable Register SCIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-51
Status Register SCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-52
Data Registers STB and SRB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-53
Mode Test Register SSCMOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-53
Location of Bitaddressable Control and Status Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-54
Interrupt System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-1
Interrupt Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-3
Interrupt Control Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4
Interrupt Enables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4
Interrupt Priorities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5
How Interrupts are Handled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-7
External Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8
Response Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-9
Power Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-1
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2
Power-Down Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4
EEPROM Programming Interface of the SAB-C513A-H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-1
Programming Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1
Programming Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4
Selection of the Programming Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5
Resetting the Programming Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5
Semiconductor Group
I-2
C511 / C513
Table of Contents
9.2.3
9.2.4
9.2.4.1
9.2.4.2
9.2.4.3
9.2.4.4
9.2.5
9.2.5.1
9.2.5.2
9.2.5.3
10
10.1
10.2
10.3
10.3.1
10.3.2
10.3.3
10.3.4
10.3.5
10.4
10.4.1
10.5
Page
Interface Bus Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5
Programming Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7
Programming Control Register PCNTRL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8
Memory Select Register PMSEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9
Data Register PDATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10
Address Low Register PADRL and PADRH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10
EEPROM Access Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11
Erase Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11
Write Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12
Read Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12
Device Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-13
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13
DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14
AC Characteristics (applies to all C511/513 Family Microcontrollers) . . . . . . . . . . . . 10-16
Program Memory Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16
External Data Memory Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-17
SSC Interface Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18
External Clock Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18
ROM Verification Characteristics (only C511/C511A/C513/C513A) . . . . . . . . . . . . 10-22
AC Characteristics of C513A-H Programming Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-23
Reset Characteristics (C513A-H only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-25
Package Outlines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
Semiconductor Group
I-3