November 1997
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R
Rev. 1.0
ST7285C
8-BIT MCU FOR RDS WITH 48 K ROM, 3 K RAM, ADC,
TWO TIMERS, TWO SPIs, I
2
C AND SCI INTERFACES
s
4.5V to 5.5V Supply Operating Range
s
Operates at 8.664MHz Oscillator Frequency for
RDS compatibility
s
Fully Static operation
s
-40
C
to
+
85
C
Maximum
Operating
Temperature Range
s
Run, Wait, Slow, Halt and RAM Retention
modes
s
User ROM: 48 Kbytes
s
Data RAM: 3 Kbytes, including 128 byte stack
s
80 pin plastic package
s
62 multifunctional bidirectional I/O lines:
Programmable Interrupt inputs on some I/Os
8 Analog inputs
EMI filtering
s
Two 16-bit Timers, each featuring:
2 Input Captures
2 Output Compares
External Clock input (on Timer A)
PWM and Pulse Generator modes
s
RDS Radio Data System Filter, Demodulator
and GBS circuits
s
8-bit Analog-to-Digital converter with 8 channel
analog multiplexer
s
Digital Watchdog
s
Two SPI Serial Peripheral Interfaces
s
SCI Serial Communications Interface
s
Full I
2
C multiple Master/ Slave interface
s
2KHz Beep signal generator
s
Master Reset and Power-On Reset
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
Complete Development Support on PC/DOS/
Windows
TM
Real-Time Emulator
s
Full Software Package (C-Compiler, Cross-
Assembler, Debugger)
PQFP80
1
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Table of Contents
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ST7285C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1 GENERAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.2 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
1.3 MEMORY MAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
2 CENTRAL PROCESSING UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2 CPU REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3 CLOCKS, RESET, INTERRUPTS & POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1 CLOCK SYSTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.1.1 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.1.2 Crystal Resonator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.1.3 Ceramic Resonator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.1.4 External Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.2 MISCELLANEOUS REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3 RESETS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.3.2 External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.3.3 Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.3.4 Power-on Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.4 WATCHDOG TIMER SYSTEM (WDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
3.4.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4.3 Watchdog Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.5 INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.6 POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3.6.1 Slow Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3.6.2 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3.6.3 Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
4 ON-CHIP PERIPHERALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
4.1 I/O PORTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
4.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
4.1.2 Generic I/O Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1.3 I/O Port Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 SERIAL COMMUNICATIONS INTERFACE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
4.2.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
4.2.3 Serial Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
4.2.4 Data Reception and Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.5 Receiver Muting and Wake-up Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.6 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.7 SCI Register Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3 16-BIT TIMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
4.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
4.3.2 Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
3/117
Table of Contents
4.3.3 External Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
4.3.4 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
4.3.5 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
4.3.6 Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.4 SERIAL PERIPHERAL INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
4.4.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
4.4.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4.4 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
4.4.5 Master Out Slave In (MOSI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.4.6 Master In Slave Out (MISO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.4.7 Serial Peripheral Control Register (SPCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.4.8 Serial Peripheral Status Register (SPSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4.9 Serial Peripheral Data I/O Register (SPDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.4.10Single Master And Multimaster Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.5 I2C BUS INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
4.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
4.5.2 General Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
4.5.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.5.4 EPROM/ROM I C COMPATIBILITY APPLICATION NOTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.5 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
4.5.6 I2C State Machine: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.6 A/D CONVERTER (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
4.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
4.6.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.6.3 Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
4.7 RDS FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.7.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.7.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.8 RDS DEMODULATOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
4.8.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
4.8.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.9 RDS G.B.S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
4.9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
4.9.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
4.9.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.9.4 Acquisition of Group and Block Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.9.5 Application Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
4.9.6 Block Synchronization Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.9.7 Error Correction software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.1 ST7 ARCHITECTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.2 ST7 ADDRESSING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3 ST7 INSTRUCTION SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
6 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.2 POWER CONSIDERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4/117
Table of Contents
117
6.3 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.4 AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.5 CONTROL TIMING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
7 GENERAL INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
7.1 PACKAGE MECHANICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
ST72E85
ST72T85 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
1 GENERAL DESCRIPTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
1.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
1.2 PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
1.3 MEMORY MAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
1.4 EPROM ERASURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
1.5 EPROM/ROM I C COMPATIBILITY APPLICATION NOTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.1 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.2 POWER CONSIDERATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.4 AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.5 CONTROL TIMING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
3 GENERAL INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
3.1 PACKAGE MECHANICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5/117
ST7285C
1 GENERAL DESCRIPTION
1.1 INTRODUCTION
The ST7285C HCMOS Microcontroller Unit is a
member of the ST7 family of Microcontrollers ded-
icated to car radio applications with RDS capabili-
ty. The device is based on an industry-standard 8-
bit core and features an enhanced instruction set.
The device is normally operated at an 8.664MHz
oscillator frequency for RDS compatibility but,
thanks to the fully static design, operation is possi-
ble down to DC, when RDS functionality is not re-
quired. Under software control, theST7285C may
be placed in either WAIT, SLOW or HALT modes,
thus reducing power consumption. The enhanced
instruction set and addressing modes afford real
programming potential. In addition to standard 8-
bit data management, the ST7285C features true
bit manipulation, 8x8 unsigned multiplication and
indirect addressing modes.
The device includes an on-chip oscillator, CPU,
ROM, RAM, 62 I/O lines and the following on-chip
peripherals: Analog-to-Digital converter (ADC),
two industry standard SPI serial interfaces, a Seri-
al Communications Interface, an I
2
C interface, a
digital Watchdog Timer, two independent 16-bit
Timers, one featuring an External Clock Input, and
both featuring Pulse Generator capabilities, 2 In-
put Captures and 2 Output Compares. RDS Filter,
Demodulator and GBS circuitry for car radio appli-
cations is also included.
NOTE: FOR THIS DEVICE, SGS-THOMSON
CAN ONLY RECEIVE MOTOROLA S19 FORMAT
FOR ROM CODES.
Figure 1. ST7285C Block Diagram
*On EPROM or OTP versions only.
Power on Reset
PA0 - PA7
Pin 65..72
PB0 - PB7
Pin 73..80
OSCin
OSCout
RESET
V
PP
/ TEST
OSC
8 -BIT CORE
ALU
VR01735P
Internal
CLOCK
ADDRESS
and
DATA
BUS
Timer A
PORT A
PORT B
A/D Converter
8
4
SPI B
PORT C
PC0 - PC7
Pin 5..12
SPI A
PORT D
I
2
C
SCI
8
RAM
3k
RDS
FILTER,DEMOD,GBS
8
8
8
Timer B
4
4
2
PD0 - PD7
Pin 13..20
2
PORT E
PE0 - PE7
Pin 25..32
8
PORT F
PF0 - PF7
Pin 33..40
8
PORT H
PORT G
PH0 - PH5
Pin 53..58
6
PG0 - PG7
Pin 45..52
8
ROM or EPROM*
48k
Watchdog
RDScomp
MPX
RDS fil
RDS ref
ARS
AINT
V
DD
V
SS
V
DDP
V
SSP
V
DDA
V
SSA
2
2
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