NXP 68HC705X32 Reference guide

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Reference guide
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M68HC05
Microcontrollers
M68HC05AG/D
Rev. 4, 3/2002
M68HC05
Applications Guide
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MOTOROLA Applications Guide 3
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4 Applications Guide MOTOROLA
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Date
Revision
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Description
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Number(s)
April, 1997 3.0 Format and organizational changes Throughout
March, 2002 4.0
Updated to current publication styles
Appendix A. Instruction Set Details — Corrected
Boolean formulae for compare accumulator with
memory (CMP) instruction
270
Appendix A. Instruction Set Details — Corrected
Boolean formulae for subtract (SUB) instruction
297
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MOTOROLA List of Sections 5
Applications Guide — M68HC05
List of Sections
Section 1. General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Section 2. Microcontroller Operation . . . . . . . . . . . . . . .29
Section 3. MC68HC705C8 Functional Data. . . . . . . . . . .73
Section 4. Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
Appendix A. Instruction Set Details . . . . . . . . . . . . . . .233
Appendix B. Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
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List of Sections
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6 List of Sections MOTOROLA
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MOTOROLA Table of Contents 7
Applications Guide — M68HC05
Table of Contents
Section 1. General Description
1.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
1.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
1.3 Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.4 Background. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
1.5 Computer Systems Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
1.6 Microcontroller Applications Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.7 Project Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Section 2. Microcontroller Operation
2.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
2.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
2.3 Number Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
2.4 Computer Codes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
2.4.1 Computer Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
2.4.2 Computer Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
2.4.3 CPU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
2.4.4 Memory Uses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
2.4.5 Memory Maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
2.5 Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
2.6 Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
2.6.1 Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
2.6.2 Mnemonic Source Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
2.6.3 Software Delay Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
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Table of Contents
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8 Table of Contents MOTOROLA
2.6.4 Assembler Listing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
2.6.5 CPU View of a Program. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
2.7 CPU Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
2.7.1 Detailed Operation of CPU Instructions . . . . . . . . . . . . . . . .55
2.7.1.1 Store Accumulator (Direct Addressing Mode) . . . . . . . . .57
2.7.1.2 Load Accumulator (Immediate Addressing Mode). . . . . .58
2.7.1.3 Conditional Branch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
2.7.1.4 Subroutine Calls and Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
2.7.2 Playing Computer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
2.8 On-Chip Peripherals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
2.8.1 Serial Communications Interface (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . .70
2.8.2 Serial Peripheral Interface (SPI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
2.8.3 16-Bit Timer System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
2.8.4 Memory Peripherals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
2.8.5 Other On-Chip Peripherals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Section 3. MC68HC705C8 Functional Data
3.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
3.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
3.3 MCU Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
3.3.1 Hardware Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
3.3.2 Software Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
3.3.3 General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
3.4 Pins and Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
3.4.1 Pin Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
3.4.1.1 V
DD
and V
SS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
3.4.1.2 V
PP
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
3.4.1.3 IRQ (Maskable Interrupt Request). . . . . . . . . . . . . . . . . .82
3.4.1.4 RESET. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
3.4.1.5 TCAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
3.4.1.6 TCMP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
3.4.1.7 OSC1 and OSC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
3.4.1.8 PA7–PA0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
3.4.1.9 PB7–PB0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
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MOTOROLA Table of Contents 9
3.4.1.10 PC7–PC0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
3.4.1.11 PD5–PD0 and PD7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
3.4.2 Typical Basic Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
3.5 On-Chip Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
3.5.1 Memory Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
3.5.2 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
3.6 Central Processor Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
3.6.1 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
3.6.1.1 Accumulator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
3.6.1.2 Index Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
3.6.1.3 Condition Code Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
3.6.1.4 Program Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
3.6.1.5 Stack Pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
3.6.2 Arithmetic/Logic Unit (ALU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
3.6.3 CPU Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
3.6.4 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
3.6.4.1 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
3.6.4.2 Computer Operating Properly (COP)
Watchdog Timer Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
3.6.4.3 Clock Monitor Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
3.7 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
3.7.1 Inherent Addressing Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
3.7.2 Immediate Addressing Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
3.7.3 Extended Addressing Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
3.7.4 Direct Addressing Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
3.7.5 Indexed Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
3.7.5.1 Indexed, No Offset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
3.7.5.2 Indexed, 8-Bit Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
3.7.5.3 Indexed, 16-Bit Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
3.7.6 Relative Addressing Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
3.7.7 Bit Test and Branch Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
3.7.8 Instructions Organized by Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
3.8 Instruction Set Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
3.9 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
3.9.1 Software Interrupt (SWI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
3.9.2 External Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
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10 Table of Contents MOTOROLA
3.9.3 Timer Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132
3.9.4 Serial Communications Interface (SCI) Interrupt . . . . . . . .132
3.9.5 Serial Peripheral Interface (SPI Interrupt . . . . . . . . . . . . . .132
3.10 Microcontroller Input/Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
3.10.1 Parallel I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
3.10.2 Serial I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
3.11 Serial Communications Interface (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . .136
3.11.1 SCI Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
3.11.2 SCI Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
3.11.3 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
3.11.3.1 Baud Rate Register (BAUD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
3.11.3.2 Serial Communications Control
Register One (SCCR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
3.11.3.3 Serial Communications Control
Register Two (SCCR2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
3.11.3.4 Serial Communications Status
Register (SCSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
3.11.3.5 Serial Communications Data Register (SCDAT) . . . . . .146
3.11.4 Data Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
3.11.5 Hardware Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
3.11.6 Software Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
3.11.6.1 Initialization Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
3.11.6.2 Normal Transmit Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
3.11.6.3 Normal Receive Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
3.11.7 SCI Application Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
3.12 Synchronous Serial Peripheral Interface (SPI). . . . . . . . . . . .153
3.12.1 Data Movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
3.12.2 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
3.12.3 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
3.12.3.1 Serial Data Pins (MISO, MOSI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
3.12.3.2 Serial Clock (SCK). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
3.12.3.3 Slave Select (SS
). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
3.12.4 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
3.12.4.1 Serial Peripheral Control Register (SPCR) . . . . . . . . . .158
3.12.4.2 Serial Peripheral Status Register (SPSR) . . . . . . . . . . .160
3.12.4.3 Serial Peripheral Data I/O Register (SPDR) . . . . . . . . .161
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MOTOROLA Table of Contents 11
3.13 SPI Application Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
3.14 Programmable Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
3.14.1 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
3.14.2 Timer Counter and Alternate Counter Registers . . . . . . . .168
3.14.3 Input-Capture Concept. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
3.14.4 Input-Capture Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170
3.14.5 Output-Compare Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172
3.14.6 Output-Compare Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174
3.14.7 Timer Control Register (TCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
3.14.8 Timer Status Register (TSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
3.14.9 Timer Application Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
3.15 STOP/WAIT Instruction Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
3.15.1 Low Power-Consumption Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
3.15.2 Effects on On-Chip Peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.15.2.1 Timer Action During Stop Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.15.2.2 SCI Action During Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.15.2.3 SPI Action During Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
3.15.2.4 Wait Mode Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
3.16 OTPROM/EPROM Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
3.16.1 Erasing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
3.16.2 Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
3.16.3 Program Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
3.16.4 Option Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
Section 4. Applications
4.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
4.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
4.3 Hardware Development Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
4.4 Software Development Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .191
4.4.1 Freeware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
4.4.2 Third-Party Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194
4.5 Thermostat Project Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196
4.5.1 Hardware Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
4.5.2 Project Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
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12 Table of Contents MOTOROLA
Appendix A. Instruction Set Details
A.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
A.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235
A.3 M68HC05 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
ADC — Add with Carry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
ADD — Add without Carry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
AND — Logical AND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
ASL — Arithmetic Shift Left . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
ASR — Arithmetic Shift Right. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
BCC — Branch if Carry Clear. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
BCLR n — Clear Bit in Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
BCS — Branch if Carry Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
BEQ — Branch if Equal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
BHCC — Branch if Half Carry Clear. . . . . . . . . . . . . . . . . 247
BHCS — Branch if Half Carry Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
BHI — Branch if Higher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
BHS — Branch if Higher or Same . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
BIH — Branch if Interrupt Pin is High. . . . . . . . . . . . . . . . 251
BIL — Branch if Interrupt Pin is Low . . . . . . . . . . . . . . . . 252
BIT — Bit Test Memory with Accumulator . . . . . . . . . . . . 253
BLO — Branch if Lower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
BLS — Branch if Lower or Same . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
BMC — Branch if Interrupt Mask is Clear . . . . . . . . . . . . 256
BMI — Branch if Minus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
BMS — Branch if Interrupt Mask is Set . . . . . . . . . . . . . . 258
BNE — Branch if Not Equal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
BPL — Branch if Plus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
BRA — Branch Always. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
BRCLR n — Branch if Bit n is Clear. . . . . . . . . . . . . . . . . 262
BRN — Branch Never . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
BRSET n — Branch if Bit n is Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
BSET n — Set Bit in Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
BSR — Branch to Subroutine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
CLC — Clear Carry Bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
CLI — Clear Interrupt Mask Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
CLR — Clear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
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MOTOROLA Table of Contents 13
CMP — Compare Accumulator with Memory. . . . . . . . . . 270
COM — Complement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
CPX — Compare Index Register with Memory . . . . . . . . 272
DEC — Decrement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
EOR — Exclusive-OR Memory with Accumulator . . . . . . 274
INC — Increment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
JMP — Jump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
JSR — Jump to Subroutine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
LDA — Load Accumulator from Memory . . . . . . . . . . . . . 278
LDX — Load Index Register from Memory . . . . . . . . . . . 279
LSL — Logical Shift Left. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
LSR — Logical Shift Right . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
MUL — Multiply Unsigned . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
NEG — Negate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
NOP — No Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
ORA — Inclusive-OR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
ROL — Rotate Left thru Carry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
ROR — Rotate Right thru Carry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
RSP — Reset Stack Pointer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
RTI — Return from Interrupt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
RTS — Return from Subroutine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
SBC — Subtract with Carry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
SEC — Set Carry Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
SEI — Set Interrupt Mask Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
STA — Store Accumulator in Memory . . . . . . . . . . . . . . . 294
STOP — Enable IRQ, Stop Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . 295
STX — Store Index Register X in Memory. . . . . . . . . . . . 296
SUB — Subtract. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
SWI — Software Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
TAX — Transfer Accumulator to Index Register . . . . . . . 299
TST — Test for Negative or Zero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
TXA — Transfer Index Register to Accumulator . . . . . . . 301
WAIT — Enable Interrupt, Stop Processor. . . . . . . . . . . . 302
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14 Table of Contents MOTOROLA
Appendix B. Review Questions
B.1 Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
B.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
B.3 Review Questions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
B.4 Review Questions, Answers, and Explanations . . . . . . . . . . .318
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MOTOROLA List of Figures 15
Applications Guide — M68HC05
List of Figures
Figure Title Page
1-1 A Typical Computer System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
1-2 A Temperature Control Flowchart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1-3 Thermostat Project Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
2-1 MCU Expanded Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
2-2 M68HC05 CPU Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
2-3 Memory and I/O Circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
2-4 Typical Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
2-5 Example Flowchart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
2-6 Flowchart and Mnemonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
2-7 Delay Routine Flowchart and Mnemonics . . . . . . . . . . . . . . . .49
2-8 Explanation of Assembler Listing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
2-9 Assembler Listing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
2-10 Memory Map of Example Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
2-11 Subroutine Call Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
2-12 Playing Computer Worksheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
2-13 Completed Worksheet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
3-1 MC68HC705C8 Microcontroller Block Diagram . . . . . . . . . . . .79
3-2 40-Pin Dual-In-Line Package Pin Assignments . . . . . . . . . . . .80
3-3 44-Lead PLCC Package Pin Assignments. . . . . . . . . . . . . . . .81
3-4 Oscillator Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
3-5 Typical Basic Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
3-6 M68HC05 CPU Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
3-7 MC68HC705C8 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
3-8 Programming Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
3-9 Accumulator (A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
3-10 Index Register (X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
3-11 Condition Code Register (CCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
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List of Figures
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16 List of Figures MOTOROLA
Figure Title Page
3-12 Program Counter (PC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
3-13 Stack Pointer (SP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
3-14 Hardware Interrupt Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
3-15 Interrupt Stacking Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
3-16 Port A and Data Direction A Registers . . . . . . . . . . . . . . . . .134
3-17 Port B and Data Direction B Registers . . . . . . . . . . . . . . . . .134
3-18 Port C and Data Direction C Registers . . . . . . . . . . . . . . . . .134
3-19 Parallel Port I/O Circuitry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
3-20 Port D Fixed Input Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
3-21 SCI Transmitter Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
3-22 SCI Receiver Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
3-23 Baud Rate Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
3-24 Rate Generator Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
3-25 Serial Communications Control Register One. . . . . . . . . . . .144
3-26 Serial Communications Control Register Two. . . . . . . . . . . .144
3-27 Serial Communications Status Register . . . . . . . . . . . . . . . .145
3-28 Serial Communications Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . .146
3-29 Double Buffering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
3-30 Data Formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
3-31 SCI Normal Transmit Operation Flowchart . . . . . . . . . . . . . .149
3-32 SCI Normal Receive Operation Flowchart. . . . . . . . . . . . . . .149
3-33 SCI Application Example Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
3-34 SPI Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
3-35 Shift Register Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
3-36 Data/Clock Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
3-37 Serial Peripheral Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
3-38 Serial Peripheral Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
3-39 Serial Peripheral Data I/O Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
3-40 SPI Application Example Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
3-41 SPI Application Example Flowchart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
3-42 SPI Application Example Program. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165
3-43 Programmable Timer Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
3-44 16-Bit Counter Reads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
3-45 Input-Capture Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
3-46 Output-Compare Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172
3-47 Timer Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
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List of Figures
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MOTOROLA List of Figures 17
Figure Title Page
3-48 Timer Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
3-49 Timer Application Example Program. . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
3-50 STOP/WAIT Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
3-51 Program Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
3-52 Option Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
4-1 Thermostat Project Schematic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . .198
4-2 Precision Temperature Sensing Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . .199
4-3 Port A Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
4-4 Port B Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
4-5 Port C Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
4-6 Port D Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
4-7 Display Checkout Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
4-8 Display Checkout Program Listing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205
4-9 Keypad Checkout Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208
4-10 Keypad Checkout Program Listing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
4-11 Main Program Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
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18 List of Figures MOTOROLA
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MOTOROLA List of Tables 19
Applications Guide — M68HC05
List of Tables
Table Title Page
2-1 Decimal, Binary, and Hexadecimal Equivalents. . . . . . . . . . . .33
3-1 COP Timeout Period versus CM1 and CM0. . . . . . . . . . . . . . .98
3-2 Register/Memory Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
3-3 Read/Modify-Write Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
3-4 Branch Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
3-5 Control Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
3-6 Instruction Set Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
3-7 Opcode Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
3-8 Vector Address for Interrupts and Reset . . . . . . . . . . . . . . . .129
3-9 I/O Pin Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
3-10 Prescaler Baud Rate Frequency Output. . . . . . . . . . . . . . . . .142
3-11 Transmit Baud Rate Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
3-12 ASCII-Hexadecimal Code Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
4-1 Thermostat Project Parts List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
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20 List of Tables MOTOROLA
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