October 2003
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ST6380, ST6381, ST6382,
ST6383, ST6388, ST6389
8-BIT MCUs WITH
ON-SCREEN-DISPLAY FOR TV TUNING
s
4.5 to 6V supply operating range
s
8MHz Maximum Clock Frequency
s
User Program ROM: up to 20140 bytes
s
Reserved Test ROM: up to 340 bytes
s
Data ROM: user selectable size
s
Data RAM: 256 bytes
s
Data EEPROM: 384 bytes
s
42-Pin Shrink Dual in Line Plastic Package
s
Up to 22 software programmable general
purpose Inputs/Outputs, including 2 direct LED
driving Outputs
s
Two Timers each including an 8-bit counter with
a 7-bit programmable prescaler
s
Digital Watchdog Function
s
Serial Peripheral Interface (SPI) supporting S-
BUS/ I 2 C BUS and standard serial protocols
s
SPI for external frequency synthesis tuning
s
14-bit counter for voltage synthesis tuning
s
Up to Six 6-Bit PWM D/A Converters
s
One 8 bits D/A Converter with 7 analog inputs
s
Five interrupt vectors (IRIN/NMI, Timer 1 & 2,
VSYNC, PWR /ADC)
s
On-chip clock oscillator
s
8 Lines by 20 Characters On-Screen Display
Generator with 192 Characters in one bank.
14X18 OSD characters with rounding function.
s
All ROM types are supported by pin-to-pin
EPROM and OTP versions with programmable
OSD fonts.
s
The development tool of the ST6380, 81, 82,
83, 88 and ST6389 microcontrollers consists of
the ST638X-EMU2 emulation and development
system to be connected via a standard parallel
line to an MS-DOS Personal Computer.
DEVICE SUMMARY
DEVICE
ROM
(Bytes)
D/A Converter
ST6380
8K
6
ST6381
8K
4
ST6382
16K
6
ST6383
16K
4
ST6388
20K
6
ST6389
20K
4
PSDIP42
(Refer to end of Document for Ordering Information)
1
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Table of Contents
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1
ST6380, ST6381, ST6382, ST6383, ST6388, ST6389 . . . . . . . . 1
1 GENERAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 MEMORY SPACES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.1 Stack Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Program Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.3 Data Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3.4 Data RAM/EEPROM/OSD RAM Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2 CENTRAL PROCESSING UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 CPU REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3 CLOCKS, RESET, INTERRUPTS AND POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.1 ON-CHIP CLOCK OSCILLATOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2 RESETS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1 RESET Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9
3.2.2 Power-on Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.3 Watchdog Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.4 Application Note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0
3.2.5 MCU Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3 POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.1 WAIT Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.2 STOP Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.3 Exit from WAIT Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4 HARDWARE ACTIVATED DIGITAL WATCHDOG FUNCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.5 INTERRUPT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.1 Interrupt Vectors/Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.2 Interrupt Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.3 Interrupt Option Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5.4 Interrupt Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5.5 ST638x Interrupt Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 ON-CHIP PERIPHERALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1 I/O PORTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1.1 Details of I/O Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1.2 I/O Pin Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.1.3 Input/Output Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.1.4 I/O Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.2 TIMERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.2.1 Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2.2 Timer Status Control Registers (TSCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2.3 Timer Counter Registers (TCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2.4 Timer Prescaler Registers (PSCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3/82
Table of Contents
1
4.3 SERIAL PERIPHERAL INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.3.1 S-BUS/I
2
C BUS Protocol Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.3.2 S-BUS/I
2
C BUS Timing Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3.3 Compatibility S-BUS/I
2
C BUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.4 STD SPI Protocol (Shift Register) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.5 SPI Data/Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4 14-BIT VOLTAGE SYNTHESIS TUNING PERIPHERAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.4.1 Output Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.4.2 VS Tuning Cell Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.5 6-BIT PWM D/A CONVERTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.6 A/D CONVERTER (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.6.1 Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.7 DEDICATED LATCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.8 ON-SCREEN DISPLAY (OSD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.8.1 Format Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.8.2 Format Character Register (FT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.8.3 Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.9 MIRROR REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.10 XOR REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.1 ST6 ARCHITECTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.2 ADDRESSING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.3 INSTRUCTION SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
6 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.2 RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.3 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.4 AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7 GENERAL INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.1 PACKAGE MECHANICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.2 ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.3 CUSTOMER EEPROM INITIAL CONTENTS: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.4 OSD TEST CHARACTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.5 ORDERING INFORMATION TABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4/82
Table of Contents
82
ST63E88,ST63T88, ST63E89,ST63T89 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
1 GENERAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
1.1 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.2 EPROM/OTP DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.3 EPROM ERASING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.2 RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.3 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4 AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.5 OSD TEST CHARACTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5/82
ST6380, ST6381, ST6382, ST6383, ST6388, ST6389
1 GENERAL DESCRIPTION
1.1 INTRODUCTION
The ST6380, ST6381, ST6382, ST6383, ST6388,
ST6389 microcontrollers are members of the 8-bit
HCMOS ST638x family, a series of devices spe-
cially oriented to TV applications. Different ROM
size and peripheral configurations are available to
give the maximum application and cost flexibility.
All ST638x members are based on a building
block approach: a common core is surrounded by
a combination of on-chip peripherals (macrocells)
available from a standard library. These peripher-
als are designed with the same Core technology
providing full compatibility and short design time.
Many of these macrocells are specially dedicated
to TV applications. The macrocells of the ST638x
family are: two Timer peripherals each including
an 8-bit counter with a 7-bit software programma-
ble prescaler (Timer), a digital hardware activated
watchdog function (DHWD), a 14-bit voltage syn-
thesis tuning peripheral, a Serial Peripheral Inter-
face (SPI), up to six 6-bit PWM D/A converters, up
to 7 8-bit A/D Converter, an on-screen display
(OSD) with 20 characters per line and 192 charac-
ters (in one bank). In addition the following memo-
ry resources are available: program ROM (up to
20K), data RAM (256 bytes), EEPROM (384
bytes). Refer to pin configurations figures and to
ST638x device summary (
Table 1
) for the defini-
tion of ST638x family members and a summary of
differences among the different types.
Table 1. Device Summary
Device
ROM
(Bytes)
RAM
(Bytes)
EEPROM
(Bytes)
ADC
VS
D/A
Colour
Pins
Emulating Devices
ST6380
8K 256 384
Yes
Yes
6
3 ST63T88,
ST63E88
ST6381
8K
256 384
Yes
Yes
4
3
ST63T89,
ST63E89
ST6382
16K 256 384
Yes
Yes
6
3 ST63T88,
ST63E88
ST6383
16K
256
384
Yes
Yes
4
3
ST63T89, ST63E89
ST6388
20K
256
384
Yes
Yes
6
3
ST63T88, ST63E88
ST6389
20K
256
384
Yes
Yes
4
3
ST63T89, ST63E89
PDF 
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